Modeling the viscoplastic behaviour of clays during consolidation: application to Berthierville clay in both laboratory and field conditions.

To analyze the effects of strain rate and viscoplastic strain on consolidation of natural clay, this paper presents a nonlinear viscoplastic model in which viscoplastic behaviour is modeled by a unique effective stress (σ'[sub v] ) – viscous strain (ℇ[sub v] ) – viscous strain rate (ℇ[sup ·] [sub v] ) relationship. The proposed model can consider the effects of strain rate and viscoplastic strain on consolidation, to take into account the difference in strain rate between laboratory and field conditions, and the combined processes of generation and dissipation of pore pressure during consolidation. This model can also predict the behaviour of clay during stepwise loading, constant rate of strain, and relaxation of effective stress. The predicted values using numerical analysis are compared with measured values in laboratory tests and in situ, under an embankment built on soft clay at Berthierville, Quebec. It is possible to estimate the consolidation behaviour of natural clay with reasonable accuracy using the proposed nonlinear viscoplastic model.Key words: consolidation, soft clay, strain rate, viscoplastic, relaxation.Dans le but d'analyser les effets de la vitesse de déformation et de la déformation viscoplastique sur la consolidation de l'argile naturelle, cet article présente un modèle viscoplastique non linéaire dans lequel le comportement est modélisé par une relation unique contrainte effective-déformation visqueuse-vitesse de déformation visqueuse σ'[sub v] – ℇ[sub v] – ℇ[sup ·] [sub v] . Le modèle proposé peut prendre en considération les effets de la vitesse de déformation et de la déformation viscoplastique sur la consolidation pour tenir compte de la différence dans les vitesses de déformation entre les conditions en laboratoire et sur le chantier, de même que les processus combinés de génération et de dissipation de la pression interstitielle durant la consolidation. Ce modèle peut aussi prédire le comportement de l'argile en incluant le chargement par étape, la vitesse de déformation constante, et la relaxation de la contrainte effective. Les valeurs prédites au moyen de l'analyse numérique sont comparées avec celles mesurées dans les essais en laboratoire et in situ sous un remblai construit sur de l'argile molle à Berthierville, Québec. Il est possible d'estimer le comportement en consolidation de l'argile naturelle avec une précision raisonnable au moyen du modèle viscoplastique non linéaire proposé. Mots clés : consolidation, argile molle, vitesse de déformation, viscoplastique, relaxation.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]