Effet du déchargement

Silvestri et Abou-Samra (2008) ont mené une étude comparative afin d’évaluer les paramètres de résistance déterminée à partir des essais : i) au cône effilé instrumenté (ISCT), ii) au pressiomètre conventionnel (PMT), iii) au pressiomètre autoforeur (SBPMT), iiii) au scissomètre de chantier (VST), iv) au triaxial conventionnel (CIU), et v) au piézocône (CPTU). Deux sites voisins et bien documentés situés à Mascouche ont été étudiés. Les stratigraphies de ces sites (identifiés par la suite par Mascouche A et Mascouche B) sont similaires; une brève description des propriétés des sites d’essai, ainsi que les essais qui y sont réalisés est résumée

dans ce qui suit. Mascouche A :

Des essais in-situ au cône ISC-1 et ISC-2 ont été réalisés en 2001 et 2002 par Longtin (2003). De même, des essais consolidés non drainés au triaxial conventionnel (CIU) ont été effectués dans le but de déterminer la surface d’écoulement plastique de l’argile et les paramètres de résistance effectifs du sol déstructuré, c.-à.-d., c 0 et  33 .

Figure 2-59 : Résultats des essais triaxiaux effectués sur des échantillons provenant du site Mascouche A (Silvestri et Abou-Samra, 2008).

Ces derniers résultats sont montrés à la Figure 2-59 où :c est la cohésion effective, qq est le déviateur, p est la pression effective, et  est l’angle de frottement interne. Des essais PMT effectués avec un pressiomètre de type Texam NX, ont été réalisés par Pelletier (2004) sur le même site et dont les résultats ont été utilisés dans cette étude.

Mascouche B :

Des essais SBPMT ont été réalisés au pressiomètre autoforeur Cambridge (de modèle Mark VIII) par Hammouche (1995). De plus, un essai au piézocone (CPTU) dont les résultats sont présentés à la Figure 2-60 a été réalisé sur le même site. Le facteur N_kt 



q_t _vo



S_u du cône, est sensiblement compris entre 14.3 et 12.8 respectivement pour des profondeurs comprises entre 4.5 et 7.86 m. Dans cette dernière formule, q_t est la résistance en pointe du cône, u est la pression interstitielle, u₂ est la pression interstitielle au-dessus de la pointe du cône, u₃ est la pression interstitielle au-dessus de l’extrémité supérieure du cône.

Figure 2-60 : Données de l’essai au piézocone (CPTU) effectué sur Mascouche B (Silvestri et Abou-Samra, 2008).

Comparaison des résultats obtenus :

La Figure 2-61 montre que pour le site Mascouche A, la résistance au cisaillement non drainé déterminée au scissomètre de chantier de type Nilcon croît de 50 kPa à 2 mètres jusqu'à 100 kPa à 6 mètres. De même, pour le site Mascouche B, S_u déterminée au scissomètre de chantier de type Nilcon croît de 60 kPa à 3 mètres jusqu'à 108 kPa à 9 mètres.

u

Figure 2-61 : Comparaison entre les propriétés des sites expérimentaux Mascouche A et Mascouche B (Silvestri et Abou-Samra, 2008).

Mascouche A :

Résistance au cisaillement non drainé Su

Les résultats déduits des essais ISCT sont présentés à la Figure 2-62. Cette figure montre que pour certaines profondeurs, la résistance au cisaillement non drainé (S_u), atteint des valeurs relativement élevées (S_u 200 kPa) comparées à celles déterminées à partir du scissomètre de chantier. En effet, ces dernières indiquées à la Figure 2-61 montre que S_u varie de 50 à 100 kPa, et ceci dans le même intervalle de profondeur, 2-6 m.

Figure 2-62 : Les profils des paramètres de résistance déterminés à partir des essais ISCT réalisés sur le site de Mascouche A (adaptée de Longtin, 2003).

Module de cisaillement G

Étant un corps quasi-rigide, le cône effilé instrumenté ne permet pas d’effectuer des boucles de chargement-déchargement à la façon d’un pressiomètre pour déduire les bonnes valeurs de G. Il a été trouvé que les valeurs déduites du module de cisaillement G sont faibles, ceci semble être dû à la procédure des essais et erreurs utilisée pour dériver les paramètres de résistance. D’autre part, les faibles valeurs de G peuvent êtres attribuées au remaniement induit au sol par le processus de forage du trou pilote (Sivestri et Abou-Samra, 2008). Il est à conclure que le cône effilé doit être muni d’un dispositif d’auto forage pour minimiser les problèmes d’estimation de Su et de G.

Mascouche B :

Résistance au cisaillement non drainé Su

Des essais SBPT et VST ont été effectués à des profondeurs de 4.5, 6.47, et 7.68 m. La comparaison des résultats des ces essai permet de déduire que les valeurs de la résistance au cisaillement non drainé Su déduites de l’essai SBPT



Su SBPT



est en moyenne inférieures de 9%

à celles déduites d’un essai VST (c.-à.-d., S_{u VST} ). Donc, pour cette argile, S_{u SBPT} et S_{u VST} sont similaires.

En utilisant le modèle plastique de Tresca, et pour différentes profondeurs, les valeurs de Su SBPT ,

du module de cisaillement déduit de l’essai SBPT (G_SBPT), et de leurs indice de rigidité

 

I_r

respectifs, ont été trouvés bien inferieurs à celles déduites des essais pré-forés ISCT et PMT.

La Figure 2-63 présente une comparaison entre les courbes d’expansion (plog ) déterminées à partir des essais ISCT, PMT, et SBPMT effectués respectivement à 4.5, 4.4, et 4.5 m. Les valeurs de la résistance au cisaillement non drainé, déduites à partir des pentes constantes à grandes déformations de ces courbes sont : S_{u SBMPT} 91kPa, S_{u ISCT} 149kPa et S_{u PMT} 180

kPa. Ces résultats montrent que S_{u SBMPT} S_{u ISCT} et S_{u PMT} , et G_SBMPT G_ISCTet G_PMT

La Figure 2-64 montre la courbe de pression (OAB) d’expansion versus la déformation de cisaillement d’un élément du sol à une profondeur de 4.5 m. Ici, l’essai SBPMT est considéré être un essai d’expansion idéal où p₀ 195kPa, S_u 91kPa et G = 8190 kPa. La pression radiale en fonction de la déformation de cisaillement peut s’écrire :





0 0 1 ln u u r u p G S G p p S I S G      _{  }      (2.162)

Dans un trou pré-foré vide, la pression totale horizontale sur la cavité est nulle et le déchargement du sol dû à la réalisation du forage est présenté par la courbe OCD. La déformation de cisaillement au point D est calculée par l’expression :



S Gu



exp



p0 Su



Su 0.0348

  _  _ 

avec les paramètres p₀195kPa, S_u 91kPa, et G8190kPa. Ces valeurs sont déduites d’un essai SBPMT à une profondeur de 4.5m, et la pression correspondante à cette déformation (point D) est nulle. Ici, il a été suppose que le déchargement initial du trou pilote n’a pas déstructuré l’argile et n’a pas modifié les paramètres G et S_u.

Figure 2-63 : Comparaison entre ISCT, PMT, et SBPMT à la même profondeur approximative. p, est la pression horizontale appliquée, est la résistance au cisaillement non drainé, et est la déformation de cisaillement (Silvestri et Abou-Samra, 2008).

En utilisant les paramètres S_u 180kPa et G = 4540 kPa obtenus à partir de la phase de chargement d’un essai PMT effectué à la même profondeur (où on a supposé ₀0 au début du processus de l’expansion), on peut déterminer la courbe de rechargement DEFG (Figure 2-64). Pour ce faire, il faut déplacer l’origine de la courbe d’expansion de -0.0348 (c.-à.-d., la déformation de cisaillement actuelle est augmentée de 0.0348). L’application de l’équation (2.162) permet d’obtenir de nouveaux paramètres de résistance moyenne : S_u 217kPa, G =

u

2921 kPa, et G S_u 10.1. Puisque ces paramètres sont très différents de ceux obtenus de l’essai SBPMT, on peut conclure que l’effet du forage des trous pilotes a : i) causé le déchargement du sol, ii) induit une déformation de cisaillement initiale négative, et iii) déstructuré le sol en modifiant ces paramètres de résistance.

Figure 2-64 : Simulation du chargement et déchargement du forage à une profondeur de 4.5 m (Silvestri et Abou-Samra, 2008).

Dans le document Étude numérique de l'essai au cône effilé instrumenté dans les argiles Champlain (Page 165-172)