Temperature and strain rate dependence of frozen fine-grained rock infilling: Implications for permafrost slope stability
Notice bibliographique
Résumé
There has been a notable increase in rock slope instability and failure in permafrost regions, a trend that has coincided with, and is expected to intensify under, ongoing climate change. One of the key mechanisms driving this instability is the mechanical weakening of warming permafrost, including the degradation of frozen joint infilling materials. Despite its importance, the failure behavior of frozen joint infillings has been studied in only a limited number of experimental investigations, particularly with respect to temperature and strain rate dependence in fine-grained frozen soils. This study addresses that gap by examining the mechanical behavior of a fine-grained silica soil (Sil-Co-Sil 106) subjected to varying temperatures and strain rates to better understand the implications of permafrost degradation on slope stability. A series of uniaxial compression tests were performed at three temperatures (−20 °C, −10 °C, and − 1 °C) and three strain rates (2 %/min, 20 %/min, and 280 %/min). Key results show that lower temperatures and higher strain rates significantly increase the uniaxial compressive strength (UCS) and lead to more abrupt post-peak stress loss. The elastic modulus also increases with decreasing temperature and higher strain rates. In contrast, the Poisson's ratio rises with slower strain rates and warmer temperatures, indicating increased susceptibility to volumetric strain. Additionally, specimens tend to yield at lower stress levels under high strain rates and elevated temperatures, pointing to reduced resistance to deformation. Crack propagation analysis revealed that higher strain rates produce larger crack angles, suggesting enhanced intergranular friction, while lower temperatures are associated with smaller crack angles, indicative of more brittle behavior. Together, these findings underscore the importance of accounting for both rheological (rate-dependent) and thermal effects in the geotechnical design of infrastructure in cold regions. As permafrost degradation accelerates, understanding the mechanical response of frozen joint infilling becomes crucial for developing resilient engineering solutions and adapting infrastructure in vulnerable, high-risk permafrost environments. • Studied frozen joint infilling under varying temperatures and strain rates. • Identified temperature and strain-rate effects on uniaxial compressive strength (UCS). • Demonstrated higher strain rates increase inter-granular friction and crack angles. • Showed elastic modulus rises with decreasing temperature and increasing strain rates. • Provided insights into permafrost slope stability under climatic warming.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».