Measurement and Modeling of Thermo-Hydro-Mechanical Behaviors of Frozen Clays: Frost Susceptibility and Compressibility

压缩性 岩土工程 霜冻(温度) 冻胀 材料科学 环境科学 地质学 机械 复合材料 物理
作者
Weiling Cai,Cheng Zhu,Wade Lein
出处
期刊:Transportation Research Record [SAGE]
标识
DOI:10.1177/03611981241234920
摘要

The risk of geohazards associated with frozen subgrades is well recognized, but a comprehensive framework to evaluate frost susceptibility from microstructural characteristics to macroscopic thermo-hydro-mechanical (THM) behaviors has not been established. This study aims to propose a simple framework for quantitatively assessing frost susceptibility and compressibility in frozen soils. A systematic THM model was devised to predict heat transfer, soil freezing characteristics, and stress states in frozen soils. Constant freezing experiments and oedometer compression tests were performed on bentonite clays under varying temperatures (−5°C, −10°C, and −20°C) and stress levels to validate the proposed model. Additionally, soil electrical conductivity measurements were employed to assess the temperature- and stress-dependent volumetric and mechanical properties of frozen soils. The model used Fourier’s law to compute the transient soil temperature profile and estimated the volume change and stress states based on the soil freezing characteristic curve. Experimental results showed that frost heave of bentonite reached between 9.0% and 26.6% of axial strain, which was largely predicted by the proposed model. It also demonstrated that the frost heave was mainly attributed to the fusion of the porewater. Additionally, the preconsolidation pressure of frozen soils exhibited a rapid increasing trend with decreasing temperature, which was explained by the temperature-dependent ice morphology in the soil interpore. Furthermore, the findings also demonstrated a remarkable sensitivity in the electrical conductivity in response to the soil temperature during the frost heave process and the stress state under the loading or unloading path.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
sisea完成签到 ,获得积分10
26秒前
我和你完成签到 ,获得积分10
26秒前
Ldq完成签到 ,获得积分10
42秒前
内向东蒽完成签到 ,获得积分10
1分钟前
贰鸟应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
花朝唯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zhang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
bing完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高大的莞完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
末小皮发布了新的文献求助30
1分钟前
昏睡的山柳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
末小皮完成签到,获得积分20
1分钟前
zhangguo完成签到 ,获得积分10
2分钟前
明某到此一游完成签到 ,获得积分10
2分钟前
失眠的香蕉完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Skywings完成签到,获得积分0
2分钟前
afar完成签到 ,获得积分10
2分钟前
集典完成签到 ,获得积分10
2分钟前
翟大有完成签到 ,获得积分0
2分钟前
精明寒松完成签到 ,获得积分10
2分钟前
自来也完成签到,获得积分10
3分钟前
薏仁完成签到 ,获得积分10
3分钟前
亮总完成签到 ,获得积分10
3分钟前
坟里唱情歌完成签到 ,获得积分10
3分钟前
新新完成签到 ,获得积分10
3分钟前
圆圆完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Hiram完成签到,获得积分10
3分钟前
海鹏完成签到 ,获得积分10
3分钟前
研友_ZA2B68完成签到,获得积分10
4分钟前
赵勇完成签到 ,获得积分10
4分钟前
打打应助丸子的饼王采纳,获得10
4分钟前
飞云完成签到 ,获得积分10
4分钟前
丹青完成签到 ,获得积分10
4分钟前
丸子的饼王完成签到,获得积分10
4分钟前
海豚完成签到 ,获得积分10
4分钟前
蓝绝完成签到 ,获得积分10
4分钟前
名侦探柯基完成签到 ,获得积分10
4分钟前
陈荣完成签到 ,获得积分10
4分钟前
小乙猪完成签到 ,获得积分0
4分钟前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3139630
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2790514
关于积分的说明 7795514
捐赠科研通 2446980
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1301526
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626259
版权声明 601176