Evaluation of kneading compaction method and the long-term performances of lime-treated soils.

par Geetanjali Das

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Dimitri Deneele et de Andry Rico Razakamanantsoa.

Soutenue le 03-12-2021

à l'Ecole centrale de Nantes , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Nantes) , en partenariat avec Université Gustave Eiffel (laboratoire) .

  • Titre traduit

    Evaluation du compactage par pétrissage et des performances à long terme des sols traités à la chaux.


  • Résumé

    L'étude du comportement des sols traités à la chaux est axée sur l'analyse de l'influence des conditions de mise en œuvre en laboratoire et in situ avec une attention particulière sur l'évolution de la microstructure. Les échantillons de sol prélevés dans un remblai constitué d’un sol traité à la chaux, soumis à l'exposition atmosphérique pendant 7 ans, montrent une évolution significative des performances du matériau, notamment sa résistance à la compression. Ces résultats mettent en évidence l'influence du traitement à la chaux sur le long terme. Le remblai étudié a été mis en oeuvre par "compactage par pétrissage", dont le mécanisme est moins étudié dans la littérature. Le pétrissage semble améliorer la dispersion de la chaux dans le sol,ainsi que sa structuration. Cette propriété est favorable à l'hydratation de composés cimentaires, particulièrement, en cas de présence d'eau disponible. L'effet du fluide interstitiel sur la performance hydraulique des sols traités à la chaux, et le mécanisme de lixiviation associé sont étudiés en fonction du volume des pores traversés par le fluide. Le nombre de volume de pore traversé s’avère être un paramètre clé pour l’étude de la durabilité des performances des sols traités. L'eau déminéralisée s'avère être plus agressive qu'une solution à faible force ionique. Cela démontre l'importance de prendre en compte le type de solution perméante. La performance à long terme du sol traité à la chaux soumis au cycle d’humidification séchage, sous différentes conditions d'essai et différents fluides, est évaluée. L'étude a révélé la contribution de la nature du fluide d'imbibition et des effets de la température sur l'évolution des propriétés physico-chimiques et microstructurales du sol traité à la chaux. Ainsi, la condition de compactage mise en œuvre, la nature du fluide d'essai et les conditions d'essai à l'échelle du laboratoire doivent se rapprocher de la situation sur le terrain.


  • Résumé

    Investigation of the behavior of limetreated soil with emphasis on laboratory and field implementation technics and microstructural observations is made. Field investigation of a 7-year atmospherically cured embankment, thanks to measurement of sampled materials performances, shows a significant evolution in compressive strength, evidencing the long term benefits of lime treatment. This embankment was subjected to ‘kneading compaction’, which mechanism is less investigated. At laboratory scale, ‘kneading compaction’ is found to improve lime-dispersion and soil fabric. Such features, if accompanied by available water, favors the development of cementitious compounds. The effect of pore fluid on the hydraulic conductivity, k evolution, and leaching mechanism of kneaded lime-treated soil is studied. Using demineralized water as pore fluid is found to be comparatively aggressive than a low-ionic strength solution. Thus, demonstrating the importance of consideration of the type of permeant solution. Long-term performance of lime-treated soil by subjecting them to wetting-drying cycle using different testing conditions and different wetting fluids is evaluated. The evaluation revealed the importance of consideration of the nature of wetting fluid and temperature effects on the physicochemical and microstructure evolution of lime-treated soil. Thus, the reproduced compaction procedure, nature of the permeant solution, and testing conditions in the laboratory scale must be closer to the field situation.


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