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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
Quantification des gonflements des sols surconsolidés en fond de déblai
Swelling quantification of overconsolidated soils at excavation base
Petit G.
Arcadis, Toulouse, France
Virollet M., Bernard Ph.
Consultants indépendants, Toulouse, France
RÉSUMÉ : La problématique du gonflement différé des sols surconsolidés en fond de déblais est apparue progressivement
avec la mise en service de grandes infrastructures routières conduisant à la création de tranchées de plus en plus profondes.
Pour la réalisation de nouvelles infrastructures ferroviaires à grande vitesse, cette problématique peut avoir des répercussions
bien plus fortes tant en termes d’exploitation (problématique des équipements ferroviaires) qu’économique (plus fortes
contraintes géométriques, répercussions sur un long linéaire). Cet article présente une méthode de quantification de ce type
de gonflement à partir de l’analyse d’essais œdométriques de déchargement et en se basant sur le modèle Ylight. L’existence
d’une phase élastique réversible et d’une phase irréversible sont ainsi mises en évidence.
ABSTRACT : The delayed swelling of overconsolidated soils at excavation base has progressively become an important
issue with the development of major road infrastructures resulting in the creation of deeper and deeper excavations and
trenches. As far as new high speed railway infrastructures projects are concerned, this issue may have major consequences in
terms of serviceability (sensitive railway equipments) and economics (stronger geometric constraints and backlash over long
railway portions).
This paper presents a quantification method for this type of swelling, based on the analysis of specific unloading oedometer
tests, on the basis of the Ylight model of behavior. This approach allows to show the existence of a reversible elastic phase
and of an irreversible phase.
MOTS-CLÉS: gonflement, sols surconsolidés, oedomètre, modèle Ylight
KEYWORDS: Swelling, overconsolidated soils, oedometer, Ylight model.
1 INTRODUCTION
A partir d’une approche mécanique simplifiée, basée sur
l’utilisation de résultats d’essais oedométriques, associée
à une analyse en chemins de contraintes selon le modèle
Ylight (Leroueil, Magnan & Tavenas, 1985), une étude
du comportement des sols en déchargement est effectuée.
En premier lieu, le phénomène du gonflement lié à un
déchargement généralisé de type érosion est abordé à
l’aide du modèle Ylight applicable aux sols surconsolidés
(Magnan & Serratrice, 1995) puis, ensuite, une analyse
du fond de déblai est menée afin d’évaluer les amplitudes
de gonflement.
2 COMPORTEMENT DES SOLS AU
DÉCHARGEMENT GÉNÉRALISÉ
2.1.
Variation de l’OCR avec la profondeur
Si l’on considère à l’état actuel un sol qui a été érodé sur
une hauteur h
e
et qui de ce fait est surconsolidé, l’indice
de surconsolidation (OCR), à une profondeur z donnée
comptée à partir de la surface du sol après érosion, est
défini comme égal à :
z
z h
OCR
e
Cet indice décroît alors lorsque la profondeur croît
pour tendre vers un sol normalement consolidé
(OCR = 1).
2.2.
Chemins de contraintes dans l’espace de Lambe
Les essais réalisés par Magnan et Serratrice (1995) sur
une marne fortement surconsolidée, montrent que dans le
domaine du déchargement, la surface d’état limite peut
être définie dans le modèle Ylight en la représentant
comme une ellipse dans l’espace
avec :
ts
,'
2
'
'
'
3 1
s
;
2
3 1
t
Description du modèle Ylight
Le modèle Ylight, représenté ci-dessous en
adimensionnel, fait apparaître plusieurs domaines.
Figure 1. Modèle Ylight représenté dans le plan (s’,t)
1
