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Technical Committee 106 /
Comité technique 106
3. ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DU RETRAIT
ET DU GONFLEMENT
L’étude du mécanisme de gonflement et de retrait du sol
argileux lors de l’humidification et de l’aération a été réalisée
au moyen de l’appareil de mesure du retrait linéaire développé
par le LCPC sur une éprouvette du même sol du site
expérimental de Moul El Bergui. (Figure 2).
Procédure d’essai
L’anneau rigide contenant l’éprouvette de sol à l’état naturel
est placé sur une balance électronique pour mesurer la teneur
en eau à chaque étape de l’humidification. Pour éviter
l’évaporation de l’eau lors de l’essai, l’éprouvette est
recouverte d’une mince pellicule imperméable à l’eau. De
plus, une plaque métallique rigide perforée est placée à la
surface de l’éprouvette pour appuyer l’extrémité de la tige du
comparateur.
L’humidification est effectuée par injection à la seringue de 2g
d’eau à chaque étape, avec mesure du poids total de l’appareil
et de l’amplitude du gonflement au cours du temps jusqu’à la
stabilisation totale du gonflement.
Ensuite, on effectue l’injection d’eau suivante et ainsi de suite
jusqu’à la saturation totale du sol et la stabilisation complète
du gonflement à la dernière étape.
À la fin du processus de gonflement, l’injection d’eau a été
stoppée et l’éprouvette a été soumise à une aération naturelle à
l’air libre dans le même appareil. Des mesures de masse et de
déformation de retrait ont été effectuées pendant cette phase.
Figure 2. Appareil pour mesurer la limite de retrait linéaire
(fabrication LCPC).
Résultats des essais et interprétation :
Les résultats de ces essais de gonflement et retrait du sol sont
présentés sur la figure 3.
Figure 3. Essais œdométriques de gonflement et de retrait d’un sol argileux
L’examen des courbes de la figure 3 permet de constater la
conformité des deux courbes avec les comportements décrits
par Rebinder (1978), Florin (1959) et Goldshtejn (1971).
La pression de gonflement créée par la formation des couches
diffuses ne peut provoquer instantanément des déformations
de gonflement car les liaisons structurelles dans le sol s’y
opposent :
-
les liaisons rigides (de cimentation, de cristallisation et de
condensation) ;
-
les liaisons plastiques (van-der-Waals, de coagulation,
colloïdales, intermoléculaires).
Sur la courbe de gonflement de la figure 3, on peut définir les
points et sections caractéristiques suivantes :
-
section 0-1 : début de l’adsorption d’eau par la
macrostructure du sol, dépassement des forces de van-der-
Waals, rupture des liaisons rigides ;
-
section 1-2 : début de l’adsorption d’eau par la
microstructure du réseau cristallin des particules,
dépassement de la résistance des liaisons plastiques entre
les particules, intensification de la formation des couches
diffuses autour des particules et du gonflement du sol ;
-
section 2-3 : formation intensive des couches diffuses,
gonflement libre du sol. Au point 3, fin de la formation
des couches diffuses, apparition d’eau libre, poursuite de
l’adsorption d’eau par la microstructure du réseau
cristallin des particules. Saturation complète de la
macrostructure du sol ;
