Analytical determination of the relaxation function of viscoelastic frozen soil based on experimental data

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Strength and creep of frozen soils are among the main mechanical properties for time estimation in the design of construction objects. Based on experimental data, the authors determined deformational mechanical characteristics of frozen soil, including creep, and obtained a creep function of frozen soil. Using this creep function, the authors analytically determined the relaxation function of frozen soil using the broken lines method. This methodology can be used in the design of foundations for construction objects made of frozen soils.

About the authors

E. V. Koreshkova

Industrial University of Tyumen

Email: koreshkovaev@tyuiu.ru

A. A. Shusharin

Industrial University of Tyumen

Email: shusharinaa@tyuiu.ru

N. M. Hasanov

Tajik Technical University named after academician M. S. Osimi

References

  1. Волохов С. С., Никитин И. Н., Лавров Д. С. Температурные деформации мерзлых грунтов при резком изменении температуры. Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. 2017;2:66–71. https://doi.org/10.33623/0579-9406-2017-2-66-71
  2. Болдырев Г. Г., Идрисов И. Х. Влияние циклического замораживания-оттаивания на прочность и деформируемость мерзлых грунтов: состояние вопроса. Инженерная геология. 2017;3:6–17.
  3. Степанов М. А., Мальцева Т. В., Краев А. Н., Бартоломей Л. А., Караулов А. М. Устранение прогрессирующего развития неравномерности осадок многоэтажного жилого дома на ленточных свайных фундаментах. Интернет-журнал «Науковедение». 2017;9(4):62TVN417. Режим доступа: https://naukovedenie.ru/PDF/62TVN417.pdf.
  4. Enlong Liu, Yuanming Lai, Henry K. K. Wong, Jili Feng. An elastoplastic model for saturated freezing soils based on thermo-poromechanics. International Journal of Plasticity. 2018;107:246–285. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2018.04.007
  5. Chaochao Zhang, Dongwei Li, Changtai Luo, Zecheng Wang. Research on creep characteristics and the model of artificial Ffrozen soil. Advances in Materials Science and Engineering. 2022;(4):1–15. https://doi.org/10.1155/2022/2891673
  6. Hongsheng Li, Haitian Yang, Cheng Chang, Xioutang Sun. Experimental investigation on compressive strength of frozen soil versus strain rate. Journal of Cold Regions Engineering. 2001;15(2):125–133. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0887-381X(2001)15:2(125)
  7. Chaochao Zhang, Dongwei Li, Changtai Luo, Zecheng Wang, Guanren Chen. Research on creep characteristics and the model of artificial frozen soil. Advances in Materials Science and Engineering. 2022;2022:2891673. https://doi.org/10.1155/2022/2891673
  8. Junhao Chen, Han Li, Lijin Lian, Gen Lu. Comparison of mechanical properties and sensitivity of compressive and flexural strength of artificial frozen sand. Geofluids. 2022;2022:6564345. https://doi.org/10.1155/2022/7419030
  9. Ma Wei, Xiaoxiao Chang. Analyses of strength and deformationof an artificially frozen soil wall in underground engineering. Cold Regions Science and Technology. 2002;34(1):11–17. https://doi.org/10.1016/S0165-232X(01)00042-8
  10. Вялов С. С. Реология мерзлых грунтов. Москва: Стройиздат; 2000. 464 с.
  11. Sabri M. M., Shashkin K. G. Soil-structure interaction: theoretical research, in-situ observations, and practical applications. Magazine of Civil Engineering. 2023;120(4):12005. https://doi.org/10.34910/MCE.120.5
  12. Anumita Mishra, Nihar Ranjan Patra. Analysis of creep settlement of pile groups in linear viscoelastic soil. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 2019;43(14):2288–2304. https://doi.org/10.1002/nag.2976
  13. Jia-Cai Liu, Guo-Hui Lei, Xu-Dong Wang. One-dimensional consolidation of visco-elastic marine clay under depth-varying and time-dependent load. Marine Georesources & Geotechnology. 2015;33(4):337–347. https://doi.org/10.1080/1064119X.2013.877109
  14. Wang Lei, De’An Sun, Peichao Li, Yi Xie. Semi-analytical solution for one-dimensional consolidation of fractional derivative viscoelastic saturated soils. Computers and geotechnics. 2017;83:30–39. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2016.10.020
  15. Мальцева Т. В., Набоков А. В., Воронцов В. В., Крижанивская Т. В., Минаева А. В. Расчет деформированного состояния вязкоупругого водонасыщенного основания. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2010;(4):94–99. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=16339146.
  16. Бай В. Ф., Мальцева Т. В., Набоков А. В., Воронцов В. В., Минаева А. В. Теоретические предпосылки расчета песчаных армированных массивов в слабых глинистых грунтах. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2011;(1):102–106. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=16452831.
  17. Melnikov R., Zazulya J., Stepanov M., Ashikhmin O., Maltseva T. OCR and POP parameters in plaxis-based numerical analysis of loaded over consolidated soils. In: 15th International scientific conference "Underground Urbanisation as a Prerequisite for Sustainable Development", Saint Petersburg, 12–15 September 2016. Procedia Engineering. 2016;165:845–852. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.11.783
  18. Мальцева Т. В., Трефилина Е. Р. Моделирование двухфазного тела с учетом несущей способности жидкой фазы. Математическое моделирование. 2004;16(11):47–57. Режим доступа: https://www.mathnet.ru/links/02963cb37a6f60206e1b658877b13dbb/mm222.pdf.
  19. Jie Yuan, Yuexin Gan, Jian Chen, Songming Tan, Jitong Zhao. Experimental research on consolidation creep characteristics and microstructure evolution of soft soil. Frontiers in Materials. 2023;10:1137324. https://doi.org/10.3389/fmats.2023.1137324
  20. Мальцев Л. Е., Карпенко Ю. И. Теория вязкоупругости для инженеров-строителей. Тюмень: Вектор Бук; 1999. 240 с.
  21. Колтунов М. А. Ползучесть и релаксация. Москва: Высшая школа; 1976. 278 с.
  22. Гладков А. Е., Мальцева Т. В., Исакова Н. П. Методика определения механических характеристик вязкоупругих грунтов. Архитектура, строительство, транспорт. 2023;(4):26–33. https://doi.org/10.31660/2782-232X-2023-4-26-33
  23. Безухов Н. М. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. Москва: Высшая школа, 1968. 538 с.
  24. Maltseva T. V., Trefilina E. R., Saltanova T. V. Deformed state of the bases buildings and structures from weak viscoelastic soils. Magazine of Civil Engineering. 2020;(3):119–130. https://doi.org/10.18720/MCE.95.11

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).