Effect of weathering on the compressibility and shear strength of a natural clay

Les changements saisonniers in situ soumettent les sols à de fréquents cycles humidification-séchage-gel- dégel. De tels processus peuvent favoriser et déclencher des instabilités superficielles contrôlées par le processus d'altération. Cet article présente une étude expérimentale réalisée pour examiner les effets du processus d'altération causé par les cycles humidification-séchage-gel-dégel sur la compressibilité et la résistance au cisaillement d'une argile naturelle. Plusieurs spécimens ont été taillés dans des blocs d'argiles surconsolidées prélevés dans un talus dans la Calabria du sud, Italie. Les spécimens ont été soumis à des cycles humidification-séchage-gel-dégel de différentes durées et ensuite testés avec de l'équipement standard (oedomètre et cisaillement direct). Les résultats des essais montrent que les cycles humidification-séchage-gel-dégel ont produit un changement dans la microstructure initiale qui a résulté en une diminution de l'indice de compression et un accroissement de l'indice de gonflement. De plus, les résultats des essais de cisaillement direct ont indiqué une diminution dans la résistance au cisaillement de pic et démontré que la réduction la plus importante se produit au cours du premier mois des cycles d'altération. On doit noter que les cycles intenses imposés en laboratoire ont produit un déclin de la compressibilité et une résistance au cisaillement qui s'approche des valeurs reconstituées. Les conclusions sont importantes pour le choix des paramètres de résistance au cisaillement requis pour l'étude des glissements superficiels dans les talus argileux.

In situ, seasonal changes expose soils to frequent wetting-drying-freezing-thawing cycles. Such processes can favour and trigger shallow instabilities controlled by the weathering process. This paper presents an experimental study carried out to investigate the effects of the weathering process, caused by the wetting-drying-freezing-thawing cycles, on the compressibility and shear strength of a natural clay. Several specimens were trimmed from block samples of overconsolidated clays taken from a slope in south Calabria, Italy. Specimens were subjected to wetting- drying-freezing-thawing cycles of different durations and then tested with standard equipment (oedometer and direct shear). Test results show that the wetting-drying-freezing-thawing cycles caused a change in the initial microstructure that produced a decrease in the compression index and an increase in the swelling index. Moreover, the direct shear test results show a decrease in the peak shear strength and demonstrate that a larger reduction occurs in the first month of weathering cycles. The intense cycles performed in the laboratory produced a decay of compressibility and a shear strength approaching reconstituted values. The conclusions are important when choosing the shear strength parameters required when studying shallow landsliding in clay slopes.