Recherche Avancée

Thèse soutenue

Contribution à l'étude du comportement mécanique des sols fortement désaturés

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Auteur / Autrice : Abdelhamid Bouabdallah
Direction : Jean-Marie Fleureau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des sols
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne1998-2021)

Résumé

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Le travail présenté dans cette recherche essentiellement expérimentale a porté sur l'étude du comportement hydrique et mécanique des sols non satures. Les chemins de compactage et de drainage-humidification ont porté sur des mélanges de sable d'Hostun avec le limon de Jossigny. Ils ont permis la caractérisation de ces matériaux et ont mis en évidence l'influence des parametres de la granulométrie sur les caractéristiques de l'état de sol. L'effet de la fraction des particules fines a été montre sur la densité sèche, la teneur en eau, la pression négative a l'OPN et la boucle d'hystérésis ainsi que la pression de désaturation. Des corrélations et des relations de régression ont été proposées. La modélisation des essais de drainage a été faite par une approche physique basée sur le modèle de Taibi, et par une approche mathématique utilisant les modèles de Van Genuchten et de Fredlund-Xing. Les chemins triaxiaux et œdométriques ont été réalisés sur le limon de Jossigny normalement consolide et compacte, sèche à de moyennes (ua uw = 2 MPa) et de fortes pressions négatives (150 MPa à 400 MPa). Ces dernières sont susceptibles de se produire au voisinage des colis de stockage de déchets radioactifs. Les essais triaxiaux a moyennes pressions négatives ont servi de références a la validation du modèle élaboré à l'ECP (Modaressi et Abou Bekr). Sous l'effet de la forte désaturation, le comportement de l'argile séchée est modifié. L'effet de la pression négative sur la résistance et l'augmentation de la fragilité est montré clairement. Une comparaison des essais sur échantillons compactes à l'OPN et à forte densité et normalement consolidés a été faite. Les phénomènes de fatigue et d'endommagement ont été étudiés. Les essais sont interprètes avec les contraintes effectives étendues de Taibi. Un aspect original du comportement a été observé : les indices des vides finaux des essais se regroupent sur un palier horizontal proche du palier de retrait du matériau. Les essais œdométriques sur échantillons à moyennes pressions négatives (1. 6 MPa à 50 MPa) ont montré qu'après une phase de compression pseudo-élastique, le matériau se déforme plastiquement. On retrouve que la désaturation élargit le domaine surconsolidé. On observe une augmentation du degré de saturation et une diminution de la pression négative quand la contrainte verticale augmente. Des simulations numériques avec le modèle de Hujeux étendu aux sols non satures ont été faites pour les chemins de compactage, drainage et triaxiaux. Les simulations montrent que le modèle est en mesure de reproduire quantitativement de façon satisfaisante les phénomènes caractéristiques du comportement des sols partiellement satures.