Quelques aspects du comportement des sables avec et sans rotation des axes principaux : des petites aux grandes déformations

Some aspects of sand behavior with and without rotation of principal axes : from small to large strains

Quache aspetto del comportamento delle sabbie con e senza rotazione degli assi principali : dalle piccole alle grandi deformazioni

• Auteur / Autrice : Ollivier Hameury
• Direction : Hervé Di Benedetto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des sols, structure
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Essais dynamiques

Mécanique des sols

Déformations (mécanique)

Propriétés mécaniques

Sable

Mots clés libres

Essai statique

Essai non drainé

Static test

Undrained soil test

Résumé

Ce travail, accompli au sein d'un laboratoire français et d'un laboratoire italien, est une contribution à l'étude du comportement des sables, depuis les faibles déformations jusqu'a la rupture. Une campagne d'essais, entreprise en petites et moyennes déformations sur plusieurs dispositifs expérimentaux, a montré la cohérence des différentes mesures, aussi bien statiques que dynamiques. Elle a de plus permis de quantifier la précision relative de chaque appareillage et de mettre en évidence le comportement mécanique très particulier des sables carbonates. Ces matériaux, en dépit d'une forte compressibilité, ont témoigné d'une rigidité initiale élevée, mais fortement dépendante de la pression moyenne. Leurs modules en petites déformations se sont en outre révélés extrêmement sensibles à une surconsolidation mécanique, du fait d'une réorganisation de leurs particules favorisée par des effets d'attrition. La déformation augmentant, deux seuils sont apparus, qui délimitent d'une part la zone élastique et d'autre part la zone de comportement stable. L'évolution des propriétés rhéologiques dans chaque domaine a été analysée à partir de quelques paramètres d'influence, puis retranscrite dans des modèles simples. La dernière partie expérimentale de ce mémoire a été consacrée à l'étude de sollicitations cycliques non drainées incluant des rotations d'axes principaux, à l'aide d'un appareil de cylindre creux. Au cours de ces essais, réalisés en torsion à déviateur axial constant, nous avons observé une orientation progressive de la déformation principale majeure vers la verticale, ainsi que la remontée d'une surface limite différente de la surface de rupture obtenue en conditions drainées, ce que nous avons interprété par une généralisation du concept d'état caractéristique. Nous avons enfin examiné les prédictions d'un modèle incrémental de type interpolation sur quelques chemins de sollicitation complexes