Effects of thermo-hydro-mechanical coupling on slope deformation in expansive clays: advanced experiments and hypoplastic modelling
Project goals
The complexity of the physico-mechanical processes in expansive clays is such that coupled models are needed to explain their behaviour under variable hydraulic, mechanic, and thermal conditions. The effects of temperature changes on the behaviour of bentonite are being studied, in particular, with respect to their role in the hydraulic insulation of radioactive waste. Results demonstrate that the thermal effects can be significant. These effects can also occur due to different processes, such as seasonal thermal variations in the shallow (possibly clay rich) soil layers along mountain slopes. Very limited research in this field has shown that some landslides might be activated by thermal excursions. In the proposed project, an existing constitutive model for expansive clays will be improved to better account for the thermo-hydro-mechanical coupling, compression and shear experiments will be conducted under controlled temperature conditions, and the role of thermal variations will be assessed in slope stability problems through numerical modelling.
Keywords
hypoplasticitythermo-hydro-mechanicsbentoniteclaylandslideexperimentmodelling
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Junior Grants
Call for proposals
SGA0202000002
Main participants
Univerzita Karlova / Přírodovědecká fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
20-28853Y
Alternative language
Project name in Czech
Vliv termohydromechanického sdružení na svahové deformace v expanzních jílech: pokročilé experimenty a hypoplastické modelování
Annotation in Czech
Složitost fyzikálně-mechanických procesů v expanzivních jílech je taková, že jsou nezbytné modely, které jsou spojeny s vysvětlením jejich chování při proměnlivých hydraulických, mechanických a tepelných podmínkách. Studie vlivu teplotních změn na chování bentonitu ukazují, že tepelné účinky mohou být významné, a to zejména s ohledem na jejich úlohu v hydraulické izolaci radioaktivního odpadu. Tyto účinky mohou také nastat kvůli různým procesům, jako jsou sezónní teplotní variace v mělkých (pravděpodobně jílovitě bohatých) vrstvách podél horských svahů. Velmi omezený výzkum v této oblasti ukázal, že termální výkyvy mohou aktivovat svahové deformace. V navrhovaném projektu bude zdokonalen existující konstitutivní model pro expanzivní jíly tak, aby se lépe zohlednila jejich termo-hydro-mechanická vazba. Laboratorní experimenty stlačitelnosti a testování smykové pevnosti budou prováděny za řízených teplotních podmínek a úloha tepelných změn na stabilitu svahu bude posouzena a vyhodnocena numerickým modelováním.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2020
Realization period - end
Dec 31, 2022
Project status
—
Latest support payment
Apr 8, 2022
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP23-GA0-GJ-R
Data delivery date
Jun 26, 2023
Finance
Total approved costs
4,509 thou. CZK
Public financial support
4,509 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 509 CZK thou.
Public support
4 509 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Environmental and geological engineering, geotechnics
Solution period
01. 01. 2020 - 31. 12. 2022