Évolution microstructurale d'une interface sol argileux/structure en cisaillement simple

Microstructure evolution of clayey soil/structure interface during shearing

• Auteur / Autrice : Seraphin Kiluba
• Direction : Mahdia Hattab, Olivier Cuisinier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique des Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 29/10/2024
• Etablissement(s) : Université de Lorraine en cotutelle avec UNILU ( FACULTE POLYTECHNIQUE-LABORATOIRE DE MECANIQUE DES MATERIAUX)
• Ecole(s) doctorale(s) : C2MP - CHIMIE MECANIQUE MATERIAUX PHYSIQUE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LEM3 - Laboratoire d Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Comportement des Argiles

Microstructure

Essai de cisaillement direct

Clay behavior

Microstructure

Shear test

Résumé

Les argiles remaniées saturées ont un comportement mécanique qui dépend de nombreux paramètres tels que l'histoire du chargement à l'échelle de l'éprouvette, et la structuration à des échelles plus petites. Les travaux relayés par la littérature internationale sur le sujet montrent que les particules argileuses se réorientent en fonction du chargement mécanique appliqué à l'échelle de l'éprouvette. Leur orientation peut être aléatoire lorsque le chargement mécanique est isotrope, ce qui induit une isotropie microstructurelle du matériau (Hicher et al. 2000 ; Sivakumar et al. 2002 ; Hattab and Fleureau 2011 ; Gao et al. 2020a). En compression unidimensionnelle, les particules tendent vers des orientations préférentielles, souvent normales à la direction du chargement (Hammad et al. 2013; Cotecchia et al. 2016; Chow et al. 2019). Sous chargement axisymétrique de révolution (chargement triaxial de révolution), l'augmentation de la partie déviatorique du tenseur des contraintes induit des mécanismes de déformations volumiques et l'apparition du phénomène de contractance ou de dilatance selon la valeur du degré de surconsolidation. Au niveau de la microstructure, les particules sont associées par groupes vers des plans privilégiés plus ou moins tortueux (Bai and Smart 1997; Dudoignon et al. 2001; Hattab 2011; Gao et al. 2020a ; Dan et al. 2019). Dans ce contexte, la thèse proposée s'intéressera plus particulièrement à la bande d'interface que le milieu argileux forme avec une structure rugueuse. Il sera question d'analyser le comportement de cette interface en lien avec les mécanismes locaux qui se jouent au niveau de la microstructure.

Saturated reworked clays have a mechanical behavior that depends on many parameters such as the loading history at the specimen scale, and the structuring at smaller scales. The work relayed by the international literature on the subject shows that clay particles reorient themselves according to the mechanical loading applied at the specimen scale. Their orientation can be random when the mechanical loading is isotropic, which induces a microstructural isotropy of the material (Hicher et al. 2000; Sivakumar et al. 2002; Hattab and Fleureau 2011; Gao et al. 2020a). In one-dimensional compression, the particles tend towards preferential orientations, often normal to the loading direction (Hammad et al. 2013; Cotecchia et al. 2016; Chow et al. 2019). Under axisymmetric loading of revolution (triaxial loading of revolution), the increase in the deviatoric part of the stress tensor induces volumetric deformation mechanisms and the appearance of the phenomenon of contractance or dilatancy depending on the value of the degree of overconsolidation. At the microstructure level, the particles are associated in groups towards more or less tortuous privileged planes (Bai and Smart 1997; Dudoignon et al. 2001; Hattab 2011; Gao et al. 2020a; Dan et al. 2019). In this context, the proposed thesis will focus more particularly on the interface band that the clayey medium forms with a rough structure. It will be a question of analyzing the behavior of this interface in relation to the local mechanisms that are at play at the microstructure level.