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Technical Committee 102 /
Comité technique 102
Tableau 1 – Caractéristiques des matériaux et des éprouvettes.
Caractéristiques
Sable d’Allier
(GTR : B1 - USCS : SP)
Argile de Laschamps
(GTR : A2 - USCS : ML)
T
max
/2
mm
/80
µm
/IP
2,73mm / 90,3% / 1,14% / NP
0,08mm / 99,3% / 96,3% / 15,1% (W
L
:42,7% )
OPN – W
OPN
17,07 kN/m
3
– 7%
18,08 kN/m
3
– 15,8%
éprouvettes
1
2
3
4
1
2
3
4
5
6
- w%
0,8
0,8
14,6
14,6
0,6
0,6
0,6
15,38
15,61
19,15
-
s kN/m
3
16,1
16,83
16,26
16,52
15,73
16,69
17,43
16,65
17,43
16,72
- %OPN –D.R%
94 - 28
99 - 57
95 - 35
97 - 44
87
92
96
92
96
93
- qd(MPa) Pda2
2,1
4,5
2,4
4,6
9,8
33,9
43
1,9
2,8
1,2
- E
triaxial
MPa
2,9
11,2
4,1
6,3
-
-
-
-
-
-
- E
oed
MPa (*)
28,1
97,6
37
57,6
19,6
38,1
63,5
24
36
17,6
) 1(2)21(
p
s
c c
(10)
Enfin, à l’issue d’un sondage Panda 3®, on trace en fonction
de la profondeur
z
les pénétrogrammes de : résistance de pointe
q
d
, célérité des ondes
c
p
et
c
s
, module pénétromètrique
E
d
p3
et du
coefficient d’amortissement
J
s
(i.e. figure 6)
3 ESSAI EN CHAMBRE DE CALIBRATION
Une série d’essais a été réalisée dans une chambre de calibration
composée d’un cylindre en acier de 400mm de diamètre et
810mm de hauteur (
figure 4
). L’objectif était d’une part de
valider les résultats obtenus par l’exploitation de la courbe
p
-s
p
du Panda 3®, d’autre part de vérifier leur sensibilité à l’état du
sol et enfin de les confronter aux résultats obtenus par le biais
d’essais classiques (œdomètre, triaxial…). Deux sols ont été
employés : un sable d’Allier et une argile de Laschamps.
3.1
Réalisation des éprouvettes et des essais
Diverses éprouvettes ont été réalisées en faisant varier la
densité
s
et la teneur en eau
w
pour chaque sol étudié (tableau
1). Le compactage des éprouvettes est réalisé à l’aide d’un vérin
équipé de différents capteurs suivant la procédure décrite par
(Chaigneau 2001). Lors du compactage, des essais de
chargement œdométriques étaient réalisés selon la procédure
préconisée par (
Gorena 2007
). L’exploitation des courbes
œdométriques a permis de déterminer les valeurs
E
oed
présentés
dans le
tableau 1
. Une fois les éprouvettes réalisées, trois essais
de pénétration étaient réalisés avec le Panda 2 et le Panda 3 et
dont au moins 1 avec ce dernier (figure 4.c).
Figure 4. (a) essais de chargement œdométriques lors du compactage,
(b) éprouvette compactée et (c) réalisation des essais Panda 3®.
Des essais triaxiaux ont été également réalisés pour le sable
d’Allier. Les échantillons, conçus à même densité que les
éprouvettes auscultées, ont été cisaillés dans un chemin triaxial
à pression de confinement égale à 50kPa et les résultats obtenus
(module tangent initial
E
triaxial
) sont présentés dans le tableau 1.
3.2
Résultats
Au total, une dizaine d’essais Panda 3® ont été réalisés, un
pour chaque éprouvette (tableau 1). Pour chaque essai et donc
pour chaque impact réalisé lors du battage, la courbe
p
-s
p
a été
déterminée. Un exemple des courbes obtenues lors d’un essai
pour quatre éprouvettes différentes est présenté dans la
figure 5
.
Dans l’exemple, les échelles de charge
p
et d’enfoncement
s
p
sont normalisées par rapport à la charge
p-max
et à
l’enfoncement
s
p-max
maximal mesurés pour chaque coup tracé.
Figure 5. Courbes
p
-s
p
obtenues pour du Sable d’allier (a)
s
: 16,26kN/m
3
,
w% :14,6
, (b)
s
: 16,83kN/m
3
, w% :0,8
et pour de l’Argile de Laschamps
(c)
s
:16,72kN/m
3
, w% :19,15
et (d)
s
:17,43kN/m
3
, w% :0,6
(b) sable d’allier
dense
(a) sable d’allier
moyennement dense
(d) argile de Laschamps
dense
(c) argile de Laschamps
moyennement dense
A partir des courbes
p
-s
p
exposées, on peut remarquer que
celles-ci sont caractéristiques et répétitives pour chaque sol
ausculté. De même, l’allure des courbes est sensible à l’état du
sol. Dans le cas du sable d’Allier, on constate que la courbe
p
-
s
p
devient presque asymptotique avec l’augmentation de la
densité et que le retour élastique augmente aussi (
figure 5.a,b
).
Quant à l’argile, on peut remarquer que les courbes
p
-s
p
sont
sensibles à l’état du sol. Lorsque le sol est très humide (
figure
5.c
) la contrainte augmente très rapidement jusqu’au pic
p-max
,
puis elle chute à même vitesse vers la valeur résiduelle. Cela
n’est pas le cas lorsque le sol est sec et plus dense (
figure 5.d
)
Pour chaque éprouvette, l’ensemble de courbes
p-max
est
exploitée automatiquement selon la procédure citée dans
§2.2
.
Les paramètres calculés sont tracés sous forme de
pénétrogrammes, tel que montré dans la
figure 6
. Dans
l’exemple présenté, on compare les pénétrogrammes obtenus
pour deux éprouvettes de sable d’Allier à différents états de
densité (D1 et D2). De manière générale, on peut constater que
l’ensemble des paramètres est sensible à l’évolution de la
densité du milieu.
A partir des pénétrogrammes obtenus nous avons calculé la
valeur moyenne pour chaque paramètre issu de l’exploitation
des courbes
p
-s
p
(
tableau 2
). On peut remarquer que ceux-ci
varient en fonction de la nature et de l’état du sol ausculté. De
même, l’ordre de grandeur des paramètres calculés, tel que la
