Clay Shear Strength Rate Dependency and the Available Strength Along Earth Slides Rupture Surfaces

RÉSUMÉ: Les mouvements de glissement de terrain sont affectés par le comportement de cisaillement des matériaux à la zone de cisaillement. Dans de nombreux cas, les zones de cisaillement des glissements de terrain sont constituées par les couches faibles d'argile. L’approche traditionnelles des essais au laboratoire géotechniques utilisent des taux de chargement standard pour déterminer le comportement de cisaillement de l'argile. Lorsqu'un mouvement de glissement de terrain crée des taux de cisaillement sur le terrain qui sont plus ou moins rapides que la gamme d’essais laboratoire spécificité, la force disponible de cisaillement au long des surfaces rompus peut être différent de la résistance prévue au laboratoire. L'effet de la viscosité de l'argile sur le comportement observé des glissements de terrain trouvés sur les couches d’argile est examiné dans cet article. Cet article montre que certains des spécificité des glissements de terrain peuvent être expliquées en considérant le taux dépendance de force cisaillement de l’argile. C’est aussi, une révision de la résistance disponible au cisaillement de l'argile disponible dans une zone de cisaillement de glissement de terrain, de la pré-rupture aux cours de la rupture. Le pic de pré-rupture et le taux de résistance au cisaillement résiduel sont examinés. La résistance résiduelle pendant la rupture et sa dépendance à la teneur d’argile, à la chimie des fluides interstitiel et à l'historique des contraintes sont discutées. En général, le taux plus faible de cisaillement peut avoir pour une résistance au cisaillement disponible plus petite le long d'une surface de rupture. La résistance au cisaillement maximale et résiduelle diminue avec un taux de cisaillement plus lent avant la rupture. Après le développement complet de la surface de rupture, la résistance au cisaillement augmente de manière non linéaire avec l'augmentation du taux de cisaillement. L'augmentation non linéaire de la résistance de l'argile pendant la rupture est à cause de propriété fine de la viscosité d’argile au cisaillement. La viscosité de l'argile dépend de la minéralogie de l'argile, de la chimie du fluide interstitiel et de l'indice de liquidité. L’objectif de ce travail est d’étudier la relation de la viscosité d’argile avec la tension antécédent, la minéralogie de l’argile et le contenu d’argile, une estimation de la force disponible de cisaillement des couches d’argile et de l’ordre de grandeur de la vitesse de déplacement est faisable.

ABSTRACT: Earth slide movements are affected by the shear behavior of the material in their shear zone. In many cases, the earth slide shear zones are made of weak clay layers. Traditional geotechnical laboratory testing utilizes standard loading rates for determining the shear behavior of clay. When an earth slide movement creates field shear rates that are faster or slower than the typical laboratory test ranges, the available shear strength along the rupture surfaces can differ from the laboratory predicted strength. The effect of the clay viscosity on observed behavior of earth slides founded on clay beds is examined in this paper. This paper demonstrates how some of the earth slides characteristics can be explained by considering the rate dependency of the shear strength of clay. This paper provides a review of available clay shear strength within an earth slide shear zone from pre-failure to failure conditions. The pre-failure peak and residual shear strength rate are reviewed. The residual strength during failure and its dependency on the clay content, pore fluid chemistry, and stress history is discussed. In general, the lower shear rate results in smaller available shear strength along a rupture surface. Both peak and residual shear strength reduce with slower shear rate prior to the failure. After full development of the rupture surface, the shear strength increases nonlinearly with the shear rate increase. The non-linear increase in the clay strength during failure is due to the clay viscosity shear thinning characteristics. The clay viscosity depends on the clay mineralogy, pore fluid chemistry, and liquidity index. This paper discusses that by correlating the clay viscosity with the stress history, clay mineralogy, and clay content; an estimation of the available shear strength of clay beds and order of magnitude of rate of movement are possible.