Perméabilité et érosion interne des mélanges sable-argile : Combustion théorique et expériemntale
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work is a study of the internal erosion of the grounds and fill artificial. Erosion by mechanical wrenching of the particles of ground is analyzed using the evolution of the hydraulic conductivity of a porous environment prefissured under the action of a flow. The first two parts are devoted on the one hand to the phenomenon of internal erosion under the aspects of typology, the origin and the mechanisms of evolution, and on the other hand with the concept of permeability, as well as with the theoretical and empirical approaches used for the estimate of the hydraulic conductivity of the porous environments or of mixtures sands - clay. These two parts, in bibliographical matter, make it possible to pose the bases of this work and to understand the mechanisms which control the studied phenomenon. The third part relates to theoretical modelings, by a self-coherent method, permeability of bicomposite mixtures (materials permeable and impermeable, of type mixes sand/clay, for the ground compacted), and tri-composite (materials permeable, impermeable and infinitely permeable, of type mixes sand/clay/pocket of water, for the ground partially compacted). The fourth part presents the designed experimental device, which makes it possible to follow the hydraulic characteristics of a prefissured material, during the development of internal erosion, as well as the tests undertaken on samples of mixtures of sand/clay. This device consists of the juxtaposition of a hydraulic test and a mechanical system of creation. Of crack. From measurements of hydraulic conductivity, we deduce the variation from the opening of the crack which pro vides indications on the kinetics of internal erosion.
Abstract FR:
Ce travail est une étude de l'érosion interne des sols et remblais artificiels. L'érosion par arrachement mécanique des particules de sol est analysée à l'aide de l'évolution de la conductivité hydraulique d'un milieu poreux pré-fissuré sous l'action d'un écoulement. Les deux premières parties sont consacrées d'une part au phénomène d'érosion interne sous les aspects de la typologie, de l'origine et des mécanismes d'évolution, et d'autre part à la notion de perméabilité, ainsi qu'aux approches théoriques et empiriques utilisées pour l'estimation de la conductivité• hydraulique des milieux poreux ou de mélanges sable-argile. Ces deux parties, à caractère bibliographique, permettent de poser les bases de ce travail et de comprendre les mécanismes qui gouvernent le phénomène étudié. La troisième partie concerne les modélisations théoriques, par une méthode auto cohérente, de la perméabilité de mélanges bi-composite (matériaux perméable et imperméable, de type mélange sable/argile, pour les sols compactés), et tri-composite (matériaux perméable, imperméable et infiniment perméable, de type mélange sable/argile/poche d'eau, pour les sols partiellement compactés). La quatrième partie présente le dispositif expérimental conçu, qui permet de suivre les caractéristiques hydrauliques d'un matériau pré-fissuré, lors du développement de l'érosion interne, ainsi que les essais entrepris sur des échantillons de mélanges de sable/argile. Ce dispositif consiste en la juxtaposition d'un essai hydraulique et d'un système mécanique de création de fissure. A partir des mesures de conductivité hydraulique, nous déduisons la variation de l'ouverture de la fissure qui fournit des indications sur la cinétique de l'érosion interne. La vitesse moyenne de l'écoulement dans la fissure, la contrainte de cisaillement sur les parois de la fissure, la masse solide érodée, et la concentration de solide érodé dans le fluide érosif, sont évalués.