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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
superficielles et se propage ensuite lentement vers les couches
profondes à cause de la faible perméabilité de l’argile.
Au cours de l’imbibition, les couches les plus profondes
sont restées moins saturées que les couches de surface. D’autre
part, le poids volumique augmente avec la profondeur ; c’est
pourquoi on observe un gonflement plus important en surface.
Le soulèvement atteint 28 mm à 10 cm de la surface (résultat
fourni par le capteur S1).
Au début de l’assèchement du remblai, les courbes ont
changé de pentes et on a remarqué un décalage du début de
retrait entre les différentes profondeurs ; comme le séchage
s’effectue à l’air, les couches les plus proches de la surface
évoluent plus tôt. Les courbes sont restées parallèles et ont varié
avec les mêmes pentes.
Les mesures des capteurs positionnés d’une manière
symétriques ont les mêmes pentes mais sont décalées. On peut
expliquer cette différence par la non-homogénéité du sol,
puisque le remblai a été construit avec un sol naturel.
S1
S3 S4
S2
S6
S5
-5
0
5
10
15
20
25
30
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Jours
Gonflement (mm)
s5 -45cm s6 -45cm
s3 -20cm s4 -20cm
s1 -10cm s2 -10cm
Mise en eau
Début assèchement
-10 cm
-20 cm
-45 cm
S5
S3
S1
S2
S4
S6
15
15
Temps (Jours)
S6 : EF
S5 : EF
Figure 7. Gonflement et tassement mesurés par tassomètre à différentes
profondeurs, durant le cycle d’humidification-séchage : calculs en
éléments finis (courbes EF) et comparaison avec les mesures.
2.
CONCLUSION
L’étude de ce modèle réduit pendant deux ans et demi, sous un
cycle d’humidification et de séchage, a montré les difficultés et
la complexité des conditions initiales dans les ouvrages réels. La
non homogénéité du matériau compacté est la source principale
de diversité des résultats trouvés. Les effets d’humidification et
de séchage sont différents avec la profondeur.
Le remblai relâche ses contraintes totales après le
compactage, en cherchant un état d’équilibre. Pendant le cycle,
les effets d’humidification et de séchage sont traduits
directement par un gonflement puis un retrait dans le matériau.
Malgré la différence constatée entre les mesures par tassomètre
et par points de nivellement, les résultats dans l’ensemble ont
montré une bonne concordance.
Avec des valeurs plus petites d’humidité, on a noté les
mêmes variations de la pression interstitielle dans la zone
témoin que dans la zone test. Ces valeurs deviennent positives
pendant la période d’humidification. Pour la zone
expérimentale, on les explique par une saturation du matériau.
En revanche, si l’on retrouve ces valeurs positives dans la
structure témoin qui n’a pas subi de chargement hydrique, deux
possibilités peuvent être imaginées :
- soit, la pression interstitielle positive ne vient pas de l’effet de
l’humidification. Tout simplement la pression de l’air dans les
pores devient plus importante que la pression de l’eau pour
d’autres raisons, comme l’augmentation de la température, par
exemple, dans le matériau qui varie pendant cette période entre
18 et 20°C. Dans ce cas, une pression interstitielle positive ne
signifie pas forcément une saturation du matériau ;
- soit une variation de l’humidité dans l’air ambiant a conduit à
la saturation du matériau de la partie témoin. C’est une
possibilité qui est moins acceptable puisque les couches
profondes ont également été touchées et présentent les mêmes
variations dans la zone test (la séparation entre la partie
« remblai expérimental » et la partie « remblai témoin » est faite
par une paroi rigide, sans déplacements possibles).
La teneur en eau est le paramètre le plus influencé par
l’effet du cycle hydrique :
- avant l’humidification, elle est moins importante près de la
surface, augmente vers le milieu de la couche puis diminue en
profondeur ;
- pendant l’humidification, elle est plus importante en surface.
Elle diminue avec la profondeur ;
- vers la fin d’essai, elle a tendance à revenir vers sa valeur
initiale.
On observe que les variations de la teneur en eau sont plus
importantes en surface, mais que les mêmes variations se
produisent en profondeur, avec un décalage croissant avec la
profondeur.
Les premiers résultats obtenus en utilisant le modèle en
éléments finis de CESAR-LCPC semblent donner des valeurs
de gonflement acceptables, comparables aux valeurs issues des
mesures expérimentales, tant pour le gonflement en surface que
pour le gonflement en profondeur du remblai. D’autres analyses
en éléments finis en cours, concernant la variation de la teneur
en eau, du degré de saturation ou encore de la pression
interstitielle en fonction du temps permettront de valider le
modèle en éléments finis et le rendre utilisable pour la
profession.
3.
RÉFÉRENCES
Alonso E., Gens A., Josa A. (1990). A constitutive model for partially
saturated soils. Géotechnique, n° 40, vol. 3, pp. 405-430.
Alshihabi O. (2002) Étude en laboratoire du comportement d’un sol
compacté non saturé. Influence des cycles de séchage-
humidification. Thèse de doctorat, Université des sciences et
technologies de Lille, 131 pages.
Mieussens C. (2000). Déformations cycliques et irréversibles dans les
remblais argileux. Revue Française de Géotechnique, no. 90, pp.
47-59.
Serratrice J.F. (1995). Comportement d’une argile compactée. Bulletin
des Laboratoires des Ponts et Chaussées, no. 200, pp. 13-23.
