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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
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Comportement en petites déformations d’un sol traité à la chaux
Small strain behavior of a lime-treated soil
Hibouche A., Taibi S.
Laboratoire LOMC, CNRS UMR 6294, Université du Havre, 76600 Le Havre, France
Fleureau J.-M.
Laboratoire MSS-Mat, CNRS UMR 8579, Ecole Centrale Paris, 92295 Châtenay-Malabry, France
Herrier G.
Lhoist Recherche et Développement s.a., 1400 Nivelles, Belgique
RÉSUMÉ : L’étude des sols en petites déformations (
~10
-5
) nécessite des mesures locales du champ de déformation. Dans le cas des
sols traités aux liants, leur comportement en petites déformations dépend de l’état initial, du degré de saturation et de l’âge du
matériau traité. L’article présente une étude expérimentale sur des matériaux naturels traités aux liants et compactés. Le dispositif
expérimental est composé d’une cellule triaxiale équipée de deux types de capteurs de proximité pour mesurer les déformations
locales: des jauges de déformations et des capteurs à Effet Hall. Une étude comparative de ces deux systèmes de mesure est réalisée.
Les modules élastiques déduits des cycles dans le domaine des déformations inférieures à 10
-4
ont été comparés avec ceux déduits des
mesures des vitesses d’ondes élastiques. Des relations entre les modules, les niveaux de déformation et l’âge du matériau traité sont
ainsi établies. Les domaines d’application concernent les ouvrages de terrassements d’infrastructure en sols traités à la chaux.
ABSTRACT: The study of soils in small strains (
~ 10
-5
) requires local measurements of the strain field. In the case of soils treated
with binders, their behavior depends on the initial state, the degree of saturation and the hardening time. The paper presents an
experimental study on natural materials treated with binders and compacted. The experimental device consists of a triaxial cell
equipped with two types of proximity sensors to measure local strains: strain gauges and Hall Effect sensors. A comparative study of
the two systems is performed. The elastic moduli derived from cycles in the strain field less than 10
-4
were compared with those
deduced from the elastic wave speed. Relations between the modules, the strain levels and the hardening time are thus established.
Applications include lime-treated infrastructure earthwork.
Mots-clés: Sols traités, chaux, petites déformations, non saturation, triaxial, effet Hall
Keywords: Treated soils, lime, small strains, unsaturation, triaxial, Hall effect
1 INTRODUCTION
La technique du traitement des sols à la chaux est connue,
principalement dans les domaines routiers et ferroviaires, pour
améliorer la maniabilité des sols, faciliter leur mise en oeuvre et
leur conférer, après compactage, des performances mécaniques
répondant aux exigences des ouvrages. La compréhension du
comportement des matériaux en petites déformations est
nécessaire du point de vue pratique. En effet, les déformations
de service dans la plupart des ouvrages restent généralement
très faibles (typiquement inférieures à 10
-4
dans les routes et 10
-
3
dans les fondations). La littérature souffre d’un manque de
données expérimentales sur la rigidité des sols dans ce domaine,
en particulier des sols non saturés (Brull 1980, Wu et al. 1989,
Quin et al. 1991, Kheirbek-Saoud 1994, Gomes Correia et al.
1987). Aussi, une analyse plus rationnelle basée sur le
comportement mécanique des sols, en particulier en ce qui
concerne les changements dans la succion matricielle (ou
pression capillaire) est nécessaire (Fleureau et al., 2001, 2002,
Taibi et al. 2008).
Différentes techniques de mesures des petites déformations
ont été développées depuis une trentaine d’années. On distingue
essentiellement deux techniques (Dufour-Laridan 2001): les
méthodes quasi-statiques et les méthodes dynamiques.
Concernant les techniques quasi-statiques, différents types de
capteurs ont été développés. Jardine et al. (1984) ont développé
un montage de précision en compression se basant sur des
inclinomètres « electrolevel ». Cuccovilo & Coop 1997, cités
par Cabarkapa et al., 1999 proposent l’utilisation de LVDT
(Linear Variable Differential Transformer), qui sont des
capteurs inductifs linéaires de déplacement miniatures
submersibles pour mesurer les déformations axiales et radiales
locales jusqu’à 10
-6
. Plusieurs auteurs choisissent d’utiliser les
capteurs de proximité pour mesurer la déformation des
échantillons. Ces capteurs de proximité fonctionnent sur le
principe d’induire un courant dans une cible conductrice par un
champ électromagnétique et de mesurer le champ
électromagnétique induit par ce courant. La mesure se fait sans
contact (Santucci de Magistris et al., 1999, Hoque et al., 1997).
Clayton & Khatrush (1986), ont développé un capteur de
déplacement basé sur l’effet Hall pour mesurer des petites
déformations, de l’ordre de 2.10
-5
, directement sur les
échantillons. Les LDT (Local Deformation Transducer),
développés par Goto et al. (1991), utilisent comme composant
de mesure des jauges de déformations locales de l’ordre de 10
-6
.
Araùjo et Gomes Correia (2009) ont adapté ces capteurs LDT
pour la mesure des déformations axiales et diamétrales sur des
chemins triaxiaux isotropes et déviatoriques.
Contrairement aux méthodes quasi-statiques, les méthodes
dynamiques mettent en jeu des variations de vitesse de
déformation suffisamment élevées pour que les forces d’inertie
soient non-négligeables dans la relation fondamentale de la
dynamique. Elles font intervenir des propagations d’ondes
stationnaires ou non: Géophones (Modoni et al., 1999), bender
elements (Dyvik & Madshus, 1985; Kuwano et al, 1999;
Fioravante, 2000), colonne résonante (Cascante & Santamarina
1997, Tatsuoka et al., 1997, Tatsuoka et al., 1999).
Dans cet article, les résultats d'une étude expérimentale de la
mesure des modules élastiques en petites déformations sur un
limon traité à la chaux compacté sont présentés. Le but de cette
étude est d'évaluer la possibilité d'utiliser un capteur de
proximité composée d’une jauge de déformation collée à même
l’échantillon. Les résultats sont comparés avec ceux obtenus à
l’aide d’un capteur à effet Hall.
