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Influence sur l’effort résiduel

Lorsqu’un sable lâche est soumis au cisaillement non drainé au-delà du point de pic de force, la résistance au cisaillement non drainé diminue jusqu’à une valeur quasi constante sur une grande déformation. Conventionnellement, cette force de cisaillement est appelée la résistance résiduelle non drainée de cisaillement ou la résistance au cisaillement résiduelle. Toutefois, si la résistance augmente après avoir passé par une valeur minimale, le phénomène est appelé liquéfaction limitée ou quasi-liquéfaction. Même la liquéfaction limitée peut aboutir à une déformation significative induisant une perte considérable de la résistance. La résistance au cisaillement résiduelle est définie par Ishihara (1993) comme :

Sus = (qs/2)coss (2)

Où qs et s indquent le déviateur de contrainte et l’angle de frottement interparticule mobilisé

respectivement à l’état quasi stable.

Les figures 4.24a et 4.24b montrent l’évolution de l’effort résiduel en fonction de la pression de confinement effective. On constate sur la figure 4.24a que l’effort résiduel des échantillons préparés par la méthode de pluviation à sec augmente d’une manière linéaire avec l’augmentation de la pression de confinement effective et avec la densité relative initiale (Id). Tandis que pour les échantillons préparés avec la méthode de placement humide (figure 4.24b), on note que l’effort résiduel augmente avec l’augmentation de la pression de

confinement effective de 100 à 200 kPa pour des indices de densités Id=0,50 et 0,80; pour la

contrainte de confinement effective P’c=50 kPa et pour les indices de densités Id=0,29, cet

effort résiduel étant nul même pour la contrainte de confinement effective de 200 kPa.

Ces différences de comportement constatées entre les deux méthodes de déposition, peuvent s’expliquer par le fait que les échantillons préfabriqués par la méthode de pluviation à sec présentent un comportement dilatant et stable, tandis que ceux préparés par la méthode de placement humide sont plutôt contractants et instables. Cette instabilité peut être expliquée par le fait que la présence d’une certaine quantité d’eau permet d’avoir des échantillons foisonnés avec des macropores facilement compressibles et vulnérables à la liquéfaction.

On note à la fin que nos résultats sont en parfaite concordance avec ceux donnés par Benahamed et al. (2004), Benahmed (2001) et Ishihara (1993) qui ont trouvé que les

échantillons préparés par pluviation à sec présentent une résistance à la liquéfaction plus élevée que ceux préparés par la méthode de placement humide. Zlatovic et Ishihara (1997) en changeant la méthode de préparation, ont trouvé que la résistance des échantillons préparés par la méthode de pluviation à sec diminue avec l’augmentation de la fraction des fines tandis que les échantillons préparés par sédimentation présentent une diminution de la résistance jusqu’à une teneur en fines de Fc=30% puis réaugmente à partir de ce seuil. Mulilis et al. (1977), ont trouvé de leur côté que les échantillons préparées par damage humide présentent une résistance plus élevée que ceux préparés par pluviation à sec.

0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 P r e s s i o n m o y e n n e e f f e c t i v e P ' ( k P a ) 0 2 0 4 0 6 0 8 0 R és is ta n ce r és id u el le , S u s (k P a) P l u v i a t i o n à s e c ( P S ) D r = 2 9 % D r = 5 0 % D r = 8 0 % (a) 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 P r e s s i o n m o y e n n e e f f e c t i v e P ' ( k P a ) 0 2 0 4 0 6 0 8 0 R és is ta n ce r és id u el le , S u s (k P a) P l a c e m e n t h u m i d e ( P H ) D r = 5 0 % D r = 8 0 % (b)

Figure 4.24: Influence de la méthode de déposition des échantillons sur la résistance résiduelle: (a) Pluviation à sec, (b) Placement humide

4.8 Conclusion

Ce chapitre a comporté une présentation des résultats d’une étude en laboratoire de l’influence de la méthode préparation sur le comportement d’un sol. Le programme expérimental a comporté des essais triaxiaux drainés et non drainés qui ont été réalisés pour trois contraintes de confinement (50, 100 et 200 kPa) avec différentes densités relatives (Dr=29, 50 et 80%).

Les essais montrent que la résistance à la liquéfaction augmente avec l’augmentation de la contrainte de confinement et avec l’augmentation de la densité relative. Les essais préparés avec la méthode de placement humide présente une résistance moins élevée que ceux préparés avec la méthode de déversement à sec.

Le module sécant de déformation augmente avec l’augmentation de la contrainte de confinement. Ce module sécant ne tend pas à se stabiliser pour les grandes déformations axiales pour les deux méthodes de fabrication des échantillons ; tandis que la dilatance tend à diminuer avec l’augmentation du confinement, et qu’elle augmente avec l’augmentation de la densité relative.

L’effort résiduel des échantillons préparés par la méthode de pluviation à sec augmente d’une manière linéaire avec l’augmentation de la pression de confinement effective et avec la densité relative initiale. L’effort résiduel pour les échantillons préparés par la méthode de placement humide augmente lorsque le confinement augmente de 100 à 200 kPa ; pour le confinement égale à 50 kPa cet effort étant nul même pour la contrainte de confinement de 200 kPa pour le sol lâche.

Conclusion générale

Ce travail a été réalisé pour étudier la liquéfaction du sable de Chlef et mettant l’accent sur le mélange sable- sol fin qui est souvent rencontrés dans la pratique. Il a comporté des essais monotones drainés et non drainés en laboratoire et dans différentes conditions des sols.

Les essais monotones ont montré que l’augmentation de la teneur en fines affecte d’une manière importante la déformation volumique. Dans l’ensemble cette augmentation se traduit d’abord par une amplification de la phase de contractance. Ce phénomène résulte du rôle de la fraction des fines dans la réduction de l’angle de frottement et de sa faible influence sur l’angle caractéristique. La présence des fines réduit d’une manière importante la résistance non drainée (déviateur maximal). L’augmentation de la contrainte de confirment augmente la résistance à la liquéfaction pour les essais non drainés ; pour les essais drainés, cette augmentation de la contrainte de confinement se traduit une augmentation de la phase de contractance.

Les essais montrent que l’augmentation du coefficient de Skempton B 13 et 90% induit une diminution de la raideur initiale du sol et de la résistance (déviateur maximal) ; et accroît la phase de contractance.

L’augmentation du rapport de surconsolidation OCR mène à une augmentation de la raideur initiale du sable et de sa résistance (déviateur maximal), et par conséquent à une diminution de la pression d’eau. En ce qui concerne la déformation volumique, on note que l’augmentation du rapport de surconsolidation (OCR) accélère l’apparition de la dilatance.

Les essais montrent que les échantillons préparés avec la méthode de placement humide présente une résistance moins élevée que ceux préparés avec la méthode de déversement à sec.

Le module sécant de déformation augmente avec l’augmentation de la contrainte de confinement. Ce module sécant ne tend pas à se stabiliser pour les grandes déformations axiales pour les deux méthodes de fabrication des échantillons ; tandis que la dilatance tend à diminuer avec l’augmentation du confinement, et qu’elle augmente avec l’augmentation de la densité relative.

L’effort résiduel des échantillons préparés par la méthode de pluviation à sec augmente d’une manière linéaire avec l’augmentation de la pression de confinement effective et avec la densité relative initiale. L’effort résiduel pour les échantillons préparés par la méthode de placement humide augmente lorsque le confinement augmente de 100 à 200 kPa ; pour le confinement égale à 50 kPa cet effort étant nul même pour la contrainte de confinement de 200 kPa pour le sol lâche.

On recommande à d’autres chercheurs de continuer sur cet axe et de prendre en compte l’influence des méthodes de déposition en ajoutant une troisième méthode à savoir la méthode de déposition sous eau (water sédimentation) ; et aussi de réaliser des essais cycliques avec différentes amplitudes de chargement pour différentes méthodes de déposition à savoir la pluviation à sec (PS), le placement humide (PH) et la pluviation sous eau (PE) en vue de tracer l’évolution du potentiel de liquéfaction et de confirmer les tendances trouvées lors des essais monotones. Les résultats de ces essais permettront d’établir une carte de microzonation du risque de liquéfaction du sol de la région de Chlef.

Les résultats obtenus constituent une très bonne base de données pour le développement et la validation des modèles numériques. Il serait intéressant dans un premier temps de tester les modèles existants et de déterminer des paramètres pour des sols types et ensuite utiliser des codes d’éléments finis pour étudier le comportement des ouvrages dans des sites ayant un risque de liquéfaction.

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