Experimental and numerical investigation of coupled thermo-hydro-mechanical behaviour of clay with focus to cyclic processes
Project goals
In many geotechnical problems either saturated or unsaturated soils are subjected to a cyclic coupled thermo-hydro-mechanical (THM) loading. A prominent example are energy piles, increasingly in demand in the context of renewable energy development. Despite its practical relevance, the complex behaviour of medium plasticity clays under coupled THM loading has not been sufficiently investigated and is thus not fully understood yet. The available constitutive models are mainly restricted to monotonic THM processes. Therefore, a thorough experimental investigation of a medium-plastic clay under coupled THM loading is planned, including oedometer and triaxial tests performed at either Charles University (CUP) or Ruhr-University Bochum (RUB). Furthermore, column-type experiments with temperature cycles are conducted at RUB. Constitutive models for clay developed at CUP and RUB will be enhanced with respect to THM loading paths. The enhanced models are validated and compared based on the performed experiments. Enhanced models will be adopted in numerical simulations of energy piles.
Keywords
thermo-hydro-mechanical couplingsaturated clayunsaturated claycyclic loading
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
International projects
Call for proposals
SGA0202100007
Main participants
Univerzita Karlova / Přírodovědecká fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
21-35764J
Alternative language
Project name in Czech
Experimentální a numerické studium sdruženého termo-hydro-mechanického chování jílu s důrazem na cyklické zatěžování
Annotation in Czech
V řadě geotechnických problémů jsou buď saturované anebo nesaturované zeminy podrobeny cyklickému sdruženému termo-hydro-mechanickému (THM) namáhání. Typickým případem jsou energetické piloty, které jsou stále více vyžadovány v kontextu rozvoje obnovitelných zdrojů energie. I přes praktickou důležitost, komplexní chování jílů o střední plasticitě nebylo dostatečně zkoumáno a není proto plně pochopeno. Dosavadní konstituční modely se hlavně soustředí na monotónní THM procesy. Proto se plánuje důkladné experimentální testování jílu za komplexního THM zatěžování, včetně oedometrických a triaxiálních testů na Karlově Univerzitě (CUP) a Ruhr-University Bochum (RUB). Navíc budou na RUB prováděny experimenty v teplotním sloupci. Konstituční modely pro jíly vyvíjené na CUP (hypoplastické modely) a RUB budou rozšířeny vzhledem k popisu THM zatěžovacích drah. Rozšířené modely budou validovány a srovnány pomocí laboratorních testů a experimentů v teplotním sloupci. Hypoplastické modely budou využity v numerických simulacích energetických pilot pro lepší pochopení jejich chování.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jul 1, 2021
Realization period - end
Jun 30, 2024
Project status
—
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GC-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
7,703 thou. CZK
Public financial support
7,349 thou. CZK
Other public sources
354 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
7 703 CZK thou.
Public support
7 349 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Civil engineering
Solution period
01. 07. 2021 - 30. 06. 2024