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Une méthode de classification de la sensibilité des sols au moyen du piézocône
Soils sensibility classification method from piezocone data
Serratrice J.-F.
CETE Méditerranée, Aix en Provence, France
RÉSUMÉ : Une méthode de classification des sols naturels à partir des mesures au piézocône est proposée. La méthode procède en
deux étapes et en référence aux résistances drainées et non drainées mesurées à l'appareil triaxial sur les sols carottés au préalable dans
le même site. La méthode est présentée puis deux exemples d'interprétation sont proposés et commentés à partir de mesures recueillies
en sondages. Les tendances d'évolution des mesures au piézocône avec la profondeur dans les massifs argileux homogènes récents
sont examinées ensuite.
ABSTRACT: A method of classification of natural soils from piezocone measurements is proposed. The method proceeds in two
steps with reference to drained and undrained strength provided by triaxial testing on soil previously sampled into the same site. The
method is presented and two examples of interpretation are proposed and discussed from data collected in-situ. Evolution trends of
piezocone responses with depth in recent homogeneous clayey deposits are then examined.
KEYWORDS: Soil, penetrometer test, piezocone, triaxial testing, shear strength, soil classification
1 INTRODUCTION
Une méthode de classification des sols est proposée ici sur la
base des mesures au piézocône et par analogie avec les
résistances déterminées à l'appareil triaxial. Cette méthode
s'inscrit dans la lignée des méthodes de classification proposées
dans le passé. Senneset et al. (1982) sont les premiers à avoir
introduit la variable B
q
définie comme le rapport entre la
pression d'eau nette u
2
– u
0
et la résistance nette q
t
–
v0
, où
v0
et la contrainte verticale totale à la profondeur considérée dans
le massif, u
0
la pression hydrostatique, q
t
la résistance de pointe
et u
2
la pression d'eau mesurée en position "u
2
". Parez et Fauriel
(1988) ont proposé un guide de classification (et non pas un
abaque) basé sur la représentation de q
t
en fonction de B
q
, qui
s'inspire de celui proposé par Senneset et Jambu (1984). Parez
et Fauriel (1988) rappellent à ce titre que le guide qu'ils
proposent " … ne dispense pas de réaliser, sur chaque chantier,
un forage carotté.".
Par la suite, Robertson et al. (1986), puis Robertson (1990),
ont proposé une classification qui fait intervenir les trois
composantes mesurées par l'intermédiaire de variables
normalisées de la résistance de pointe q
t
et du frottement latéral
unitaire f
s
en accompagnement de la variable B
q
.
Fellenius et Eslami (2000) ont proposé un abaque donnant la
résistance effective q
E
(q
E
= q
t
– u
2
) en fonction du frottement
latéral unitaire f
s
. Cette classification présente l'avantage
d'utiliser directement les mesures pénétrométriques ou une
combinaison linéaire de celles-ci. Cette résistance "effective"
avait été introduite par Senneset et al. (1982).
Schneider et al. (2008) proposent un cadre de classification
des sols d'après les données du piézocône, qui associe à la fois
la résistance de pointe q
t
et la pression d'eau u
2
sous formes
normalisées notées Q et U respectivement. Les mesures sont
représentées dans trois diagrammes qui combinent les deux
variables Q et U avec B
q
, chacun de ces diagrammes étant plus
pertinent qu'un autre, selon la nature du sol, pour établir la
classification.
La méthode par analogie à l'essai triaxial, proposée ici,
préconise une utilisation directe de la mesure u
2
. Elle procède
en deux étapes : 1) classification des sols en référence à leurs
résistances triaxiales drainées et non drainées ; 2) évaluation de
la sensibilité des sols. Ainsi, les trois mesures du piézocône sont
utilisées directement, sans recours à des variables normalisées.
Cette méthode d'interprétation par analogie à l'essai triaxial est
présentée tout d'abord, puis deux exemples d'illustration sont
commentés ensuite.
2 PRÉSENTATION DE LA MÉTHODE
2.1 Présentation
La méthode de classification des sols d'après les mesures au
piézocône se fonde sur l'analogie qui peut être établie entre les
comportements des matériaux observés en laboratoire à
l'appareil triaxial et le fonçage d'un piézocône dans ces mêmes
matériaux. La méthode procède en deux étapes, en partant des
mesures brutes q
t
, f
s
et u
2
.
A l'étape 1, la résistance de pointe est décomposée en une
partie isotrope et une partie déviatoire en tenant compte de la
pression d'eau u
2
. Pour cela, il est fait référence aux résistances
drainées et non drainées mesurées préalablement en laboratoire
à l'appareil triaxial. Cette décomposition permet de classer les
sols, en distinguant les sols argileux dans lesquels se
développent de fortes pressions d'eau, des sols sableux dans
lesquels ces pressions sont égales à la pression hydrostatique ou
sont négatives. L'interprétation se fonde sur les caractéristiques
de résistance mesurées à partir d'échantillons carottés dans le
site.
L'étape 2 consiste à identifier les sols sableux sensibles, de
faible compacité et peu résistants, exposés au risque de
liquéfaction notamment. La méthode se fonde sur les variations
relatives de f
s
et q
t
induites par la densification d'un sol. Le
principe de la classification à l'étape 2 s'appuie sur des données
de la littérature et sur des données pénétrométriques recueillies
dans différents sites en France.
L'intérêt de la méthode réside dans l'utilisation simultanée
des trois mesures fournies par le piézocône et qui portent en
elles l'effet de la profondeur sur la résistance (effet du poids des
terres en tant que pression de confinement), pour des sols qui
