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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
2
0.0
0.5
1.0
0
1
2
3
4
Survival probability
7<d<15 mm ; m= 1.55
15<d<25 mm ; m= 2.14
25<d<50 mm ; m= 2.51
50<d<80 mm ; m= 2.52
P
s
=37
m=1.5
m=2.5
Figure 1. Distributions de Weibull pour les granulats CP.
144 essais d’écrasement des particules, de diamètres
compris entre 7 à 80 mm, ont été réalisés sur un enrochement
calcaire (CP) provenant d'une carrière située à Préfontaines,
France (Hu et al., 2011). Les essais ont été effectués entre deux
plaques rigides parallèles à l’aide d’une presse de 10 kN et une
vitesse de chargement de 0,1 mm/min. Les particules sont
posées sur le plateau inférieur fixe, selon leur plus grande
dimension afin d'assurer leur stabilité. Les résultats ont été
analysés statistiquement en distinguant chaque fraction de taille.
La résistance à la traction induite est considérée comme
f
f
f
/d²
(où
f
f
est la force d'écrasement). La figure 1
montre (i) les valeurs de
m
pour chaque fraction granulaire,
avec une valeur moyenne
m
avg
=2,18, et (ii) les probabilités de
survie avec un très bon accord avec la distribution de Weibull.
La même analyse statistique a été faite à partir de 100 essais
d'écrasement sur un enrochement de schiste quartzitique (STV)
de la carrière des Trois Vallées, France. Le module moyen est
m
avg
=1,57 et on a eu également un bon ajustement de la
distribution de Weibull. La figure 2 montre la résistance à
l'écrasement pour l’ensemble des essais sur CP et STV, la
résistance caractéristique
o
et la prédiction obtenue à partir de
l'Eq. 1 (
(d)=
o
(d/d
o
)
- nd /m
; avec
n
d
=1).
0.1
1
10
100
1
10
100
Particle size (mm)
Particle crushing strength
(MPa)
CP grains
CP grains
(Ps=37%)
CP Weibull size
effect
STV grains
STV Weibull size
effect
STV grains
(Ps=37%)
o
o
Figure 2. Résistance à l’écrasement des grains et prédictions de Weibull.
0
20
40
60
80
100
1
10
100
1000
Particle size (mm)
% Passing
CP1-dmax=40mm
CP1-after Tx@400kPa
CP2-dmax=160mm
CP2-after Tx@400kPa
(a)
0
20
40
60
80
100
1
10
100
1000
Particle size (mm)
% Passing
STV1-dmax=40mm
STV1-after Tx@400kPa
STV2-dmax=160mm
STV2-after Tx@400kPa
(b)
Figure 3. Granulométries avant et après essais triaxiaux.
3 ESSAIS TRIAXIAUX
Pour chaque enrochement (CP et STV), on a effectué une série
d'essais triaxiaux drainés sur du matériau sec en utilisant deux
granulométries homothétiques avec un diamètre maximal
d
max
de 40 et 160 mm respectivement (Figure 3), compactés à la
même densité. Les matériaux de
d
max
=40 mm sont appelés CP1
et STV1 et ceux de
d
max
=160mm CP2 et STV2. On suppose que
la forme des particules et la minéralogie sont préservées entre
les deux matériaux homothétiques, parce que chacun a été
obtenu par broyage de la même roche-mère en carrière. Les
essais sont conduits sur deux grandes cellules triaxiales. Pour
d
max
=40mm, les échantillons ont un diamètre de 250 mm, une
hauteur de 375 mm et sont protégés par deux membranes en
néoprène de 1 mm d’épaisseur. Pour
d
max
=160mm, les
échantillons font 1 000 mm de diamètre, 1 500 mm de hauteur
et sont protégés par deux membranes en PVC de 1,5 mm
d’épaisseur et une couche de géotextile. La plus petite des deux
cellules (échantillon de 250 mm) a été conçue pour être placée
sous un vérin de 500 kN. Pour les essais sur du matériau sec, les
variations de volume sont mesurées à partir du volume de fluide
de confinement échangé entre la cellule et le contrôleur
pression-volume.
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
0 5 10 15 20
Axial strain %
Volumetric strain (%)
q/p'
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
0 5 10 15 20
Axial strain %
Volumetric strain (%)
CP1: dmax=40mm
CP2: dmax=160mm
q/p'
3
=400 kPa
3
=200 kPa
(a)
