Propriétés mécaniques des sols en petites déformations : étude expérimentale d'un sable silteux

par Emmanuel Dufour-Laridan

Thèse de doctorat en Mécanique des sols

Sous la direction de Jean-Marie Fleureau.

Soutenue en 2001

à Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris .

mots clés

• Élasticité
• Mécanique des sols
• Silt

Résumé

La loi de Hertz implique que le module d'Young d'un arrangement régulier de billes dépend de l'indice des vides de l'arrangement et de la contrainte moyenne. Expérimentalement, la dépendance à l'indice des vides suit la loi de Hardin ou une loi en puissance négative, et la dépendance à la contrainte moyenne une loi puissance 0,5 environ. La vitesse de déformation, l'OCR, l'âge, la succion matricielle, influent aussi. Il existe divers dispositifs de mesure des petites déformations, quasi-statiques ou dynamiques, en cisaillement ou en compression. Nous disposions d'un appareil triaxial équipé de capteurs de déformation à effet hall. La même cellule pouvait porter des Bender éléments. L'étude a mis en lumière et pallie les problèmes métrologiques lies à ces techniques de mesure. Diverses améliorations techniques nous ont permis d'obtenir des mesures de E précises à des déformations de 1 ppm. Le sable d'Hostun a été teste, mais la plupart des essais concernent le sable détritique granitique de Perafita, préparé par compactage Proctor modifie à 4 teneurs en eau. Des compressions déviatoires étaient conduites de l'état de contrainte isotrope jusqu'à des déformations de quelques millièmes au plus. Les dépendances à l'indice des vides (puissance 0,9) et à la contrainte moyenne (puissance 0,6) sont bien vérifiées. La vitesse de déformation influe peu. Le vieillissement semble important. La loi de Terzaghi s'applique au-dessus de 60% de saturation. Le coefficient de poisson mesure est proche de 0,05 au début du chargement puis augmente sensiblement. Les cycles de contrainte isotrope mettent en évidence un comportement isotrope transverse. Le matériel de mesure améliore a permis des mesures précises, mais au prix d'importants efforts. Le coefficient de poisson et l'anisotropie pourraient être étudiés plus avant, et on pourrait concevoir des essais couvrant toute la gamme des déformations.

Titre traduit

Mechanical properties of soils in the small strains range : experimental study of a silty sand

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