s. ANDREIS. MANEA

A. CIOCALTEU

Universit Techniquede Gnie Civil,. Bucarest,.

Roumanie

La systmatisation,le stockage et la rutilisationdes informationsgotechniques.Principe d'organisationd'une banque de donnesgotechniques

L'article prsente une mthode pour la systmatisation etle stockage des donnes gotechniques en tenant comptedes principaux facteurs qui conditionnent lecomportement du sol, c'est--dire sa nature et son tatd'humidit et de serrage.La nature du sol est caractrise par l'empreinte )) partir des caractristiques d'identification (courbegranulomtrique et plasticit pour l'empreinte A))).La similitude des empreintes est la premire conditionpour un comportement analogue. La seconde conditionest d'avoir la mme teneur en eau (w) et le mme volumespcifique (V = i00/Pd)' tous deux figurant sur undiagramme d'tat (w, V).L'article prsente l'application de la mthode pourprvoir le comportement du sol soumis aux actionsmcaniques et hydrauliques.

Paper presents a method for systematisation and stockage ofgeotechnical infonnation taking into account the main factorsdetermining soil behaviour that is its nature on one hand,moisture and density on other hand.The nature of soil is characterised by means of cc prints ))constructed from identification indexes (grain size distributioncurve and soil plasticity for cc A)) print). Similarity of prints is thefirst condition for an analogous behaviour. The secondcondition is to have the same water content (w) and the samespecifie volume of soil (V = 100/Pd)' which are represented on astate diagram (w, V).Paper presents the application of the method to forecast soilbehaviour submitted to mechanical and hydraulic actions.

51REVUE FRANAISE DE GOTECHNIQUE

N 781er trimestre 1997

Les empreintes A d'un sable et d'uneargile.(C A)) Prints of a sand and a clay.

CH

0:"', B~

CL

2mm

50

/'/' ~~,/9V

500 Il ~~/\ 't-/~~ \ 0 0a:l ~ .~ 200 ~.,'CI:) \

\ ~Oll @""- 50 Il

"'-

"-

"-

"-20 Il

t3"-~ L- lO IlPlO

51l

~~a 21l0::: P2/l P4

pourcentages (xd) 10 et 90 0/0; pour les sols granula-tion fine on retient la portion PgQ P21l, ce dernier pointcorrespondant au pourcentage a 2 J.lm (x2Ilm).

Dans le deuxime quadrant on marque le point Pz(x2 m' l ); la pente de la droite P20 reprsente l'indiced'cictivft, d'aprs Skempton (lA == I!X2 m). Dans le mmequadrant on a reprsent aussi les d6maines d'activiten tenant compte des dgts subis par les construc-tions ralises sur les argiles expansives (Van derMerve, 1964). Le point P4 du quatrime quadrant acomme abscisse la limite de liquidit (wL) et la mmeordonne que celle du troisime quadrant (d1o ou d2llm,en fonction du type de sol).

Runissant les points P des quadrants voisins onobtient une figure simple dont la forme et les dimen-sions fournissent les informations ncessaires l'iden-tification et la classification des sols.

Lorsqu'on dispose des donnes concernant la com-position minralogique ou chimique, on peutconstruire les empreintes cc M)) et cc Ch)) (Fig. 2), dontla forme et les dimensions constituent une image bienplus suggestive qu'une srie de chiffres dans untableau. L'analyse des donnes de la littrature nous apermis d'aboutir la conclusion que l'empreinte ccM))doit contenir des informations concernant les pourcen-tages de huit minraux: quartz, feldspath, kaolinite,montmorillonite, vermiculite (chlorite), mica, halloisite(illite) et oxydes (Fig. 2a). Quant la composition chi-mique, on a considr opportun de reprsenter sur leshuit chelles les taux de sulfates et chlorures, carbo-

A l'heure actuelle, pour le matriau constitutif dusol, on fait gnralement appel la composition granu-lomtrique du sol ou sa plasticit. Malheureusement, prsent on regarde sparment la granulomtrie et laplasticit du sol.

L'utilisation de l'empreinte A, construite partir dela granulomtrie et de la plasticit, prsente l'avantagede runir en une seule image expressive ces informa-tions (Fig. 1).

Ainsi, le premier quadrant est consacr au dia-gramme de plasticit de Casagrande sur lequel estreprsent le point P1, correspondant la limite deliquidit (wL) et l'indice de plasticit (I ). Dans le troi-sime quadrant on reprsente la couibe granulom-trique; pour les sols granulaires (non plastiques) onretient seulement la portion P10 PgO' comprise entre les

Caractrisation du matriauconstitutif du sol

Introduction

'1

L'implantation d'un nombre d'ouvrages toujourscroissant sur les sites encore disponibles, o les condi-tions gotechniques sont de plus en plus dfavorables,a eu comme rsultat l'augmentation du volume deprospections et dfessais gotechniques. En mmetemps, les exigences accrues envers les qualits du ter-rain de fondation ou des ouvrages en terre ont stimulle perfectionnement des mthodes d'investigation, tou-jours plus complexes, autant du point de vue des qui-pements que de l'interprtation des rsultats. Il fautaussi ajouter que les nombreuses informations go-techniques concernant les types de sols qui ont dj ttudis ne sont pas entirement valorises pendant lesinvestigations des terrains contenant des sols ana-logues.

A cet gard il faut signaler que les systmes dereprsentation et dfinterprtation des rsultats, qui ontt dvelopps surtout dans les pays climat humide,ne sont pas adapts l'tude des sols non saturs.

Toutes ces considrations montrent la ncessit etl'actualit d'une mthode d'tude et d'interprtationdes informations gotechniques qui permet le classe-ment, le stockage et la rutilisation des paramtresemploys dans la conception, adapte aussi bien auxsols saturs que surtout aux sols non saturs.

Une telle mthode a t labore et dveloppe laChaire de Gotechnique et Fondations de l'UniversitTechnique de Gnie civil de Bucarest, par les auteurs.

Pour l'laboration de la mthode, les facteurs sui-vants dterminant le comportement des sols ont tpris en considration:

- la nature du matriau constitutif, caractris l'aide des figures gomtriques simples nommescc empreintes)) : empreinte cc A)) base sur la granuloritet la plasticit des sols et quelquefois les empreintescc M)) et cc CH)) refltant la composition minralogiqueet chimique;

- l'tat d'humidit et de serrage, reprsent par undiagramme d'tat avec la teneur en eau (w 0/0) en abs-cisse et le volume (V cm3/100 g) en ordonne.

52REVUE FRANAISE DE GOTECHNIQUEN 781er trimestre 1997

1Par exemple, sur la figure 3 sont reprsents lesdomaines correspondant la classification prvue parla cc Ralisation des remblais et des couches de forme ))(1992). Dans ce cas, on a ajout dans le quatrime qua-drant une chelle logarithmique pour les valeurs aubleu de mthilne (VB) et sur la limite droite (P1P4) del'empreinte un petit cercle correspondant la valeurVB du sol considr. D'aprs cette classification, leloess de Fetesti (Roumanie), appartient la classe A 1,presque la limite (VB = 2,5) vers la classe A 2 On areprsent aussi les domaines correspondant d'autressystmes de classification (roumain, amricainesASTM-2487, AASHO, FFA). Par exemple, sur la figure 4sont reprsents les domaines correspondant la clas-sification utilise par Federal Aviation Agency (FAA).Dans ce cas, le deuxime quadrant est utilis pour ta-blir la dnomination du sol en fonction de son contenuen sable et en silt; aussi dans le premier quadrant sontreprsentes les deux droites, tablies par Croney en1977, qui expriment les corrlations entre l'indice deplasticit (I ) et les teneurs en eau correspondant auxindices sofptionnels pF2 (w F2 et pF3 (w F3)' D'aprscette classification, pour le rhme loess de Fetesti, lepoint P1 de l'empreinte est situ dans le domaine Es etle contenu en fraction fine 53 Jl) est de 98 %, donc ona affaire un silt.

De cette matire on a la possibilit d'tablir, ensuperposant l'empreinte sur les diagrammes avec lesdomaines, quelle classe de chaque classification cor-respond le sol considr.

Pour faciliter cette opration on a labor un petitprogramme pour l'ordinateur.

En dehors de l'avantage d'tre indpendante d'uncertain systme de classification, la reprsentation parl'empreinte permet d'obtenir rapidement des informa-tions sur le comportement des sols du point de vue del'activit (deuxime quadrant), de la sensibilit au gelou la possibilit d'appliquer les diffrents procds detraitement (Fig. Sa), ainsi que la capacit de drainage,en partant de la composition granulomtrique (troi-sime quadrant) (Fig. Sb).

En gnral on a constat que la forme et la surfacede l'empreinte sont trs sensibles la modification dela nature du sol.

tat non satur.Mode de reprsentation simultanede l'tat de serrageet de l'tat d'humidit

Vrmicu/ite (ch/orUe)

S sulphatesC chlorures

Argile Icedell

--- argile contractile- argile contractile

Fig. 2

Argile d'Israel

50

b - EMPREINTE "Ch"

10

me

lOOg

pH

20

Oxydes

a - EMPREINTE "M"

nates, R20 3 et Si02, de matires organiques, la valeurpH et la capacit d'change d'ions. On remarque que,dans le premier quadrant, on peut tracer les droitesd'gal rapport Si02/R20 3 qui sparent les sols latri-tiques de ceux qui ne le sont pas (Fig. 2b).

Les empreintes minralogiques (( M ))) etchimique (( Ch ))).Mineralogical (cc M ))) and chemical (cc Ch )))prints.

En utilisant les empreintes, on ne fait pas appel auxcritres arbitraires de classification, mais en mmetemps on est capable de rpondre quelle catgorie,prvue par diffrents systmes de classification, appar-tient le sol considr. Pour cela on peut reprsenter surle diagramme de l'empreinte les domaines correspon-dant diffrentes classes de chaque systme de classi-fication.

Gnralement on dfinit un sol comme satur si lespores de la matrice constituant le squelette solide sontremplis par la phase liquide (l'eau).

Dans ce cas, il existe une correspondance biuni-voque entre l'tat d'humidit et l'tat de serrage, quis'exprime par la relation:w sat (0/0) = [nPw/(1 - n)pJ 100 = e(pw/ps) 100 = Pw(V -100/p) (1)

o:w

sat est la teneur en eau pondrale;n, la porosit;e, l'indice des vides;Pw et Ps' les densits de l'eau et du squelette; 53

REVUE FRANAISE DE GOTECHNIQUEW78

1er trimestre 1997

Y, le volume correspondant une masse de 100 g dela phase solide.

Puisque les forces d'interaction entre l'eau et lesquelette minral sont compenses, la pression inter-stitielle dans les sols saturs est gnralement gale ousuprieure la pression atmosphrique.

Les sols sont non saturs s'il y a de l'air dans leurspores: ce sont alors des systmes triphasiques.

Dans ce cas, la correspondance biunivoque men-tionne ne subsiste plus, c'est--dire qu' une mllleporosit peuvent correspondre une infinit de teneursen eau en fonction du degr de remplissage des porespar l'eau (degr de saturation Sr) ou qu' une mmeteneur en eau le sol peut avoir des porosits diffrentes.

Comme les proprits des sols non saturs sontdtermines par des relations rciproques entre lesphases constituantes, on doit disposer pour leur tude,d'un systme de reprsentation permettant de suivreen mme temps l'influence de l'tat de serrage et del'tat d'humidit.

Ainsi, Proctor a propos un diagramme o la teneuren eau (w, 0/0) est en abscisse et la densit sche (Pd) enordonne (Fig. 6). Un inconvnient de la reprsentationProctor est constitu par la non-linarit des courbesd'gale saturation Sr' teneur en eau volumique 8, massevolumique humide P et l'indice de vides e.

Norton, puis Terracina (1958) ont propos unabaque, ayant w en abcisse et le volume spcifique V(cm3/100 g) correspondant 100 g du phase solide enordonne (Fig. 7) et qui, notre avis, est plus conve-nable. Dans ce cas, entre la masse volumique sche Pdet Y on a la relation:

Pd == 100Y-1 (2)On peut marquer en ordonne des valeurs Pd et tra-

cer des droites horizontales correspondant deschiffres ronds. Sur l'abaque on a reprsent aussi lesdroites inclines d'gale masse volumique humide p,correspondant la relation:

P == Pd(1 + 0,01w) == (100V-1) (1 + 0,01w) (3)D'aprs cette relation on peut dduire que sur l'axe

des ordonnes (w == 0) P et Pd ont la mme valeur.D'aprs l'expression de la porosit:

n == 1- PdPs-1== 1- YsY-1 (4)et de l'indice des vides:e == P

sPd- 1 -1 == VVs- 1 -1 (5)

on en dduit que, pour une certaine masse volu-mique des grains (pJ, il existe des relations biunivoquesentre Y et les valeurs n et e.

Dans le cas des sols pores remplis d'eau (S == 1),les teneurs en eau saturation correspondant unedroite incline 45 par rapport aux axes et qui ren-contre l'axe des ordonnes (w == 0) au point Vs == 100 Ps-1;la position de ce point est donc dtermine par lamasse volumique des grains.

En tenant compte de la dfinition du degr de satu-ration (S == w/w t)' on obtient les teneurs en eau cor-

r "sa ,respondant a un certain degre de saturation:

w == SrWsat == SrPw(Y -100 Ps-1), ouY == w(SrPw)-1 + 100 Ps-1== w(SrPw)-1 + Ys (6)et, pour l'tat de saturation (Sr == 1), considrant pour

l'eau Pw== 1, on obtient:Y == Ys + wsat (7)Admettant l'hypothse que Ps est constante, on

obtient pour les valeurs rondes de Sr un faisceau dedroites concourantes passant par le mme point

60 70 80

WL>w(%)Retenu sur le tamis:0-45% 0-55%

(~~) ElEs E6 E121:.~ El >40%ro Ez > 15%~

(~~)1:.g El < 60%u E2 < 85%~~

(~~)El < 15%

1:Ez

Ip (%)50

Ip (%)50

50

2mm

JOOIl

/~ommende

excavationsous l'eau

......

b

Drainagepar puits

Air comprimpas recommend

......

,,

~(%)

,

Drainageimpossible -air comprimutilis comme

procdauxiliaire

~(%)Mortier

de ciment...... ,

,

Sylicates etemulsions

"

....

..... 100~,

"50 J.l

Conglation \\ 20J.l

, 10 J.l,

"-5J.l

"-

Traitements......

lectrochimiques......

a

Les domaines correspondant aux diffrents procds de traitement du sol.Domains corresponding to different soil treatment processes.

w(%)- Relation linaire

COURBES D'INDICES EGAUXDANS LA REPRESENTATION

NORTON - TERRACINA

(Vs == 100/p) sur l'axe des ordonnes, qui se confondavec le point d'intersection de la droite de saturationavec cet axe. Sur l'abaque (Fig. 7), on a reprsent lesdroites d'gales valeurs Sr (0,1; 0,2; 0,3; jusqu' 0,9), eet p.

w (%)=40%

50403020

Densit sche: TPd=lOONMasse spcifique: :::,.. TPs=100Ns

1

Pd :::,..'"

(PJ l

COURBES D'INDICES EGAUXDANS LA REPRESENTATION

PROCTOR

10

Relation linaire -100 50 100

Le diagramme d'tat de Proctor.Proctor's state diagram.

Le diagramme d'tat de Norton-Terracina.Norton-Terracina state diagram. 55

REVUE FRANAISE DE GOTECHNIQUEN 78

1er trimestre 1997

Exemples d'applicationdu systme propos

30

30 w(%)

25

20

w(%)10 15 20

10

Diagramme avec les courbesd'quilibre d'tat pour diffrentespressions normales pendant lecisaillement.Diagram with equilibrium state duringdirect shear for different normalpressures.

80

5o

70

90

100

70 t-----+---+-t-t----t-\--+-t-:r-~--+--_+___~~~~

"'le~

~

60 t----t--~r-+-\-+---+--+__\__--+----/ ~~\.

S,

80

L'influence de l'tat du sol sur le moduledomtrique M.Influence of sail state on oedometricalmodulus M.

En reprsentant les rsultats obtenus pendant lecisaillement des sols on obtient des diagrammes(comme ceux de la figure 10), sur lesquels on a marqules courbes correspondant l'tat critique au cisaille-ment pour diffrentes pressions p. A l'aide de cescourbes on peut prdire le changement du volume ~V(dilatante ou contractante) associ au cisaillement. Dansles diagrammes de la figure 11 on peut suivrel'influence de l'tat sur les paramtres de la rsistanceau cisaillement: c,

1\):.

. ~ ~ il i

1.50

1.60

1.70

120 S =0 1 02

1.80

1.40

1.90

L'abaque pour le contrle des rsultatsdes essais.Abacus for the control of test results.

,/cm3j57

1222~~~'O%,,:r::::,,:56 851.173 "''''55 t

54

1.083 53 801.040 52

1.000 51 10.960 50 750.923

~.~~~ 48 700.878 460785

0.754 44 t0.7240.684 42 650.666

0.562 ;~ 600.575 360.470 34

0.426 ~~~) ::1(cm 31100g)

En Roumanie, nous avons utilis cet abaque depuisde nombreuses annes et en plus des proprits ta-blies par Terracina on y a mis en vidence d'autres pos-sibilits. Ainsi, on peut reprsenter sur cet abaque(Fig. 7) la courbe de retrait (w, V) d'un sol cohrent: tantque le sol reste pratiquement satur, la courbe deretrait est une ligne droite parallle la droite de satu-ration incline 45 par rapport aux axes de coordon-nes; au moment o l'air pntre dans les pores, ladroite devient une courbe concavit tourne vers lehaut qui s'loigne de la droite de saturation et tend versune droite parallle l'axe des abscisses pour lesteneurs en eau rduites. L'abaque donne aussi la possi-bilit de suivre les variations de volume (~VN). Ainsi,on peut, par exemple, suivre facilement les modifica-tions de l'tat de serrage pendant l'essai domtrique.Par exemple, entre l'tat initial (N) et l'tat final (N') cor-respond une modification de volume ~V (Fig. 7).

Parmi les abaques proposs par diffrents auteurs,celle de Norton-Terracina prsente certains avantagesdus principalement la linarisation des courbesd'gales valeurs w

sat' Sr' P (Fig. 8). En consquence,l'abaque permet de suivre facilement les modificationsde l'tat d'humidit ou de serrage du sol sous l'actiondes diffrents facteurs naturels ou artificiels. Sur lemme abaque on a reprsent aussi, par une lignecourbe interrompue les tats probables, correspondant l'optimum de compactage, tablis par Hilf (1981)d'aprs 1300 essais.

En gnral, l'aide du systme propos on peutreprsenter tous les indices principaux caractrisant lesproprits physiques et mcaniques d'un sol, enremarquant les modifications des valeurs de ces indicesen fonction des modifications de l'tat (teneur en eauou serrage).

Par exemple, le diagramme prsent sur la figure 9permet de dceler l'influence de l'tat de serrage et dela teneur en eau sur le module domtrique M d'uncertain sol.56

REVUE FRANAISE DE GOTECHNIQUEN 781er trimestre 1997

30w2010o

60

60

80 ~--r----r---I--_-0

Diagrammes avec des courbes d'galersistance structurelle pour un lss (a) etun mlange avec 20 % de sable (b).Diagrams with equal structural resistancecurves for a loess and a mixture with 20 % sand.

c (kPa)~'

0 10 20 w 3020 w(%) 80

\J\J ~//\. ~S~ .....~~

~' ~ 70~c (kP

Argile silteuse

(b)Diagramme avec les courbes d'galparamtre de cisaillement c et cp.Diagram with equal shear parameters curves f cand 1

200 ~

50 Il

Loess

~I~:1 Loess + 20% sableY-.-Il Loess + 40% sable

A .// 1 1

Par exemple, en ce qui concerne le lss, dontl'empreinte est reprsente sur la figure 12, les rsul-tats des essais domtriques en partant des diffrentstats d'humidit donnent la possibilit de tracer sur lediagramme d'tat des courbes d'gale rsistance struc-turelle l'aide desquelles on peut pronostiquer lesvariations de volume ~V engendres par le change-ment de la teneur en eau, en particulier par l'inonda-tion du sol (Fig. 13a). La mthode prsente a permisaussi d'tudier l'influence des additifs (comme le sableou le ciment) sur les caractristiques de compressibi-lit (Fig. 13b). On remarque que l'augmentation dupourcentage de sable rduit la sensibilit du lss, cequi se reflte d'un ct dans l'empreinte (Fig. 12) et del'autre dans le diagramme d'tat (Fig. 13).

De mme, le diagramme de la figure 14 reprsenteles trajectoires d'tat correspondant des essais do-mtriques sur les argiles expansives qui, d'une manireanalogue celle utilise pour les sols effondrables, don-nent la possibilit de prvoir les variations de volume~V en fonction des changements de teneur en eau (~w)ou de pression (~p).

Le systme dcrit plus haut a t utilis aussi pourl'interprtation des donnes obtenues par le RoadResearch Laboratory en compactant une gamme assezlarge de sols dont les empreintes sont reprsentes surla figure 15. La reprsentation des courbes de compac-tage permet d'observer l'effet des diffrents engins surdes sols varis, comme: un tout venant, un sable, unlimon, une argile et une argile trs active (Fig. 16, 17,18). 57

REVUE FRANAISE DE GOTECHNIQUEN 78

lei trimestre 1997

W o 20

70

Argile expansivewj= 8.030/0Pd=1.454g/cm3

V= 68.77cm3/1 OOg

Trajectoires:p = const, W o~ W 1 } +~V (gonflement)

Ao~Al~p et ~w, B~BI -~V (retrait)

B-B' +~W}~ -~V+~p

50

45

o

TOUT VENANT Ps=2.67w(%)

Compacteur cylindres lisses - 2.75t

SABLE Ps=2.65

d

15 w(%)

Fig. 16

105

Diagrammes avec les courbes decompactage d'un tout-venant (a) et d'unsable (b).Diagrams with compaction curves of a gravel-sand-clay mixture (a) and a sand (b).

o

50

55

Le stockage de ce type de donnes permet leurrutilisation. Par exemple, en tudiant un nouveau solqui, d'aprs l'empreinte, est semblable un autre, onpeut utiliser les donnes existantes pour le sol connupour prdire son futur comportement.

Pour vrifier cette possibilit, on a utilis les rsul-tats obtenus par Brll pour' un cc limon)) de Sterrebeek(Belgique) et par Skoglunde (1976) pour un cc lss)) deVicksburg (USA), deux sols ayant des empreintes trssemblables (Fig. 21), mme s'ils ont des noms diffrents.Les rsultats obtenus pour le limon l'aide de lacolonne rsonante pour une pression de confinement(Jo = 40 kPa ont permis de tracer sur le diagramme d'tatles courbes d'gal module dynamique Ed et Ga (Fig. 22).Pour le lss de Vicksburg, ayant une teneur en eauw = 20,4 % et le volume V = 61,1 cm3/100 g on a obtenupar la mme mthode Ed = 105,9 MPa et Gd =39,7 MPa.Pour le mme tat (w = 20,4 %; V = 61,1 cm3/100 g) onobtient de la figure pour le limon de Sterrebeek lesvaleurs Ed = 89 MPa et Gd = 40,1 MPa. Il y a ainsi entreles valeurs mentionnes de petites diffrences:

~Ed/Ed = (105,9 - 98)/105,9 = + 0,16 ou 160/0~Gd/Gd = (39,7 - 40,1)/39,7 = - 0,01 ou 1 0/0C'est--dire que pour deux sols, de deux continents

diffrents, mais ayant des empreintes semblables et lemme tat de serrage et de teneur en eau, le comporte-ment mcanique est analogue.

A

I p (%)

.......

.,.~ -0

... ~ ... '1.' ~

" 1 r/ ~""'L" .:, ,~

AMH

CH

50

CL

-, ML

Ip (%)50

500 ~

\

A

""

B,-----

-5~-iJ~ ~c...,.,...-~...,.,..."""'" .- ...,.,... ~\)

...,.,... 1 .. ~1, .'

" 1 .'~,~ P

J " '1~ ..'X

l "". 1\ ,

1 .. '\.. E ,D". "" ' .. '\..

" '. 100~.... \ ...'0

" \ 50~\ \

\ \ L 20~\

A - Argile trs plastiqueB - Argile sableuseC - Sable silteuxD - Sable grossierE - Sable fin uniformeF - Gravier sableux

Empreintes de cinq sols tudis du pointde vue de l'Indice Portant Californien(CBR).Prints of five soils studied from the CBR pointofview.

w(%)20

~,

15

Pn s - 12t

SILT Ps == 2.6710

ARGILE Ps == 2.70

Diagrammes avec les courbes decompactage d'un silt (a) et d'une argile (b).Diagrams with compaction curves of a silt (a)and a clay (b).

5

55

55

5 10 15 20 w(%)65 V3

Pneus - 12t

~ '('1 / ~~~'c ~-

'.....'E

Ressemblance de deux sols.Similarity of two soils.

50

. "

Loess de 1' ",VIcksburg l '\Limon de ". \Sterrebeek . \ \

'. \\\

L.21l _. __ .PZI! P4

MH

CH ACL

2mm

lm

500 Il

.~oJ

.#./

1J

#.J~

.'

/1

P90t .__"

grammes reprsentant les domaines correspondant diffrentes classes de chaque systme de classification(ex. : ASTM, AASHO, FAA, STAS, SNIP) de reconnatrela classe o le sol considr s'encadre;

- permet l'estimation du danger de phnomnesdfavorables (gel, liqufaction) ou de l'applicabilit desdivers procds d'amlioration ou d'asschement dusol considr;

- permet l'identification rapide du sol tudi et l'ta-blissement de ressemblances avec des sols tudis pr-cdemment et dont le comportement est mieux connu;de cette faon, la connaissance approfondie des vari-ts de sols caractristiques d'un certain territoire, lasystmatisation gotechnique, l'tablissement de cor-rlations et la prvision du comportement des nou-veaux sols rencontrs sont facilits;

- facilite la reprsentation et l'tude des systmesmixtes composs de sols et d'autres matriaux poreuxnon granulaires (ex. gotextiles).

2) L'utilisation des diagrammes d'tat (w, V -Fig. 23b) prsente les avantages suivants, par rapport d'autres systmes de reprsentation de l'tat, parexemple le systme Proctor (w, Pd) :

- permet de suivre simultanment la modificationde l'tat d'humidit et de serrage (volume V) et, parconsquent, ces diagrammes sont convenables pourl'tude des sols l'tat non satur, quand il n'y a plusde correspondance biunivoque entre la teneur en eau(w) et la densit (Vou p);

- la plupart des courbes d'gal indice (degrd'humidit Sr' indice des vides, masse volumique,humidit volumique 8, gale variation de volume ~VN)deviennent des droites, facilitant ainsi la reprsentationdu seul domaine intressant;

- permet la reprsentation des courbes de contrac-tion-gonflement (w, V) et la dtermination du coefficientde compression qui indique dans quelle mesure la pres-sion extrieure est repartie dans l'eau des pores;

10 15 w(%) 20

Diagrammes avec courbes d'gal module dynamique Ed (a) et Gd (b).Diagrams with equal dynamic modulus curves Ed (a) et Gd (b).

60

- permet la reprsentation des domaines d'exis-tence spcifiques des diffrents sols l'tat naturelainsi que des modifications d'tat dues aux sollicita-tions mcaniques ou hydriques; par exemple, la repr-sentation dans le diagramme d'tat des charges do-mtriques doubles ou triples permet de tracer lescourbes d'quilibre d'tat pour diffrentes pressionsnormales (w, V, p == Cte) et sur cette base de prdire parinterpolation des modifications d'tat - chemins ou tra-jectoires - correspondant des conditions diffrentesde celles de l'essai;

- permet la reprsentation des courbes d'gal indicehydrique (succion, hydroconductivit kw) ou mcanique(rsistance la traction (Jt' ou la compression (Jc'module de dformation domtrique M, cohsion et

frottement interne c, , indice portant californien CBR,etc.) mettant ainsi en vidence l'influence des modifi-cations de la teneur en eau (~w) sur ces paramtres;

- permet la reprsentation des courbes d'quilibred'tat pour diffrentes pressions normales (w, V, p ==Cte) pendant le cisaillement et sur cette base la prdic-tion des modifications de volume, dilatante ou contrac-tante affrentes ce phnomne;

- facilite la reprsentation des rsultats des essaisde compactage au laboratoire ou in situ, utilisant diff-rentes techniques ou nergies de compactage, la miseen vidence des conditions de serrage optimal, ainsique l'tablissement de certaines corrlations entre lesparamtres qui conditionnent ce phnomne.

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3) L'utilisation conjugue des empreintes et des dia-grammes d'tat rend possible l'tude systmatique ducomportement de diffrents types de sols et l'labora-tion d'albums de rsultats obtenus, facilitant l'tablis-sement des paramtres ncessaires l'laboration desprojets pour les sols similaires. On peut traiter de lamme faon le stockage d'informations sur les essaisraliss sur le terrain ou le comportement des ouvrages l'chelle relle ainsi que le classement des informa-tions contenues dans les fiches bibliographiques.

Il faut aussi mentionner l'interprtatio-ri statistiquedes informations et l'tablissement de corrlationsentre diffrents principaux facteurs dterminant lecomportement des sols.

4) La valabilit et l'utilit du systme prconis ontt testes par application une srie de travaux rali-ss en Roumanie ainsi que par le traitement de donnespublies dans la littrature spcialise. Il faut remarquerque l'exprience actuelle avec les tudiants, les partici-pants aux cours post-universitaires et le personnel auxi-liaire de la Chaire a montr que l'apprentissage de lamthode prconise se ralise en un temps trs court (2-5 h) et ne ncessite pas de connaissances particulires.

5) En conclusion, nous considrons que la mthodede classement, stockage et rutilisation des informa-tions gotechniques peut tre considre comme vri-fie et, par consquent, peut tre adopte pour la rali-sation d'une banque de donnes gotechniques.

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SKEMPTON

Schmas concernant les empreintes (a) et les diagrammes d'tat (b).Schemas concerning prints (a) and state diagrams (b).

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