Evolution of the microstructure of clay soils under simple shear considering deformation instability
https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2026-65-3-72-78
Abstract
The nonlinear deformation process in soils can be examined through the perspective of their structural transformation. This study investigates microstructural changes in clay soils under various strain levels during simple shear deformation, considering the manifestation of deformation instability. A comprehensive approach based on the analysis of SEM and μCT images was applied to quantitatively assess structural changes in the studied clay soils. The key microstructural alterations observed include redistribution of pore space and changes in the orientation and shape of structural elements. The study substantiates the division of the deformation process into three distinct stages, corresponding to the transition from stable to unstable states.
About the Authors
A. V. Shekhovtsova
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Anastasia V. Shekhovtsova
Moscow
A. Yu. Mirnyy
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Anatoly Yu. Mirnyy
Moscow
M. S. Chernov
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Mikhail S. Chernov
Moscow
A. B. Ermolinskiy
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Andrey B. Ermolinskiy
Moscow
E. A. Voznesensky
Lomonosov Moscow State University; Sergeev Institute of Environmental Geoscience of the Russian Academy of Sciences (IEG RAS)
Russian Federation
Russian Federation
Eugene A. Voznesensky
Moscow
References
1. Булыгина Л.Г., Соколов В.Н., Чернов М.С. и др. Анализ структуры грунтов комплексом растровый электронный микроскоп–рентгеновский компьютерный микротомограф (РЭМ-μКТ) // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2014. № 5. С. 457–463.
2. Вознесенский Е.А. Пороговые деформации в грунтах // Геотехника. 2018. Т. 10, № 5–6. С. 6–17.
3. Лабораторные работы по грунтоведению: Учебное пособие / Под ред. В.Т. Трофимова и В.А. Королева. М.: КДУ, 2017. 654 с.
4. Осипов В.И., Соколов В. Н. Глины и их свойства. Состав, строение и формирование свойств. М.: ГЕОС, 2013. 575 с.
5. Осипов В.И., Соколов В.Н., Румянцева Н.А. Микроструктура глинистых пород. М.: Недра, 1989. 210 с.
6. Усов А.Н., Вознесенский Е.А. Деформационная неустойчивость в глинистых грунтах. Возникновение и идентификация // Инженерная геология. 2016. № 2. С. 14–21.
7. Усов А.Н., Чернов М.С., Соколов В.Н. и др. Изменение микростроения глинистых грунтов при деформировании в условиях трехосного сжатия с учетом проявления деформационной неустойчивости // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2017. № 6. С. 87–91.
8. Шеховцова А.В., Мирный А.Ю., Фуникова В.В. и др. Методика изучения деформационной неустойчивости в дисперсных грунтах при простом сдвиге // Грунтоведение. 2024. № 23(2). С. 3–12.
9. Airey D.W., Wood D.M. An evaluation of direct simple shear tests on clay // Géotechnique. 1987. Vol. 37, No. 1. P. 25–35.
10. Airey D.W., Wood D.M. Pore pressures in simple shear // Soils and Foundations. 1986. Vol. 26, No. 2. P. 91–96.
Review
For citations:
Shekhovtsova A.V., Mirnyy A.Yu., Chernov M.S., Ermolinskiy A.B., Voznesensky E.A. Evolution of the microstructure of clay soils under simple shear considering deformation instability. Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2026;65(3):72-78. (In Russ.) https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2026-65-3-72-78
Views:
33
JATS XML
Email this article 
