Etude du comportement des sols proches de la saturation : Validation numérique suressais de laboratoire et ouvrages en terre
Institution:
Université Grenoble Alpes (ComUE)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The research presented is funded by the French National Project “TerreDurable” which is dedicated to the constitutive relations of soils in quasi-saturated conditions (close to saturation).This thesis is devoted to the study of hydro-mechanical behavior of fine soils in earthworks. These soils are closed to saturation with the presence of occluded air providing high compressibility in interstitial fluid. These soils have a behavior that differs from non-saturated soil (after air entry) and fully saturated soils.The work may be divided into several parts:• Study of compaction of fine soils and evolution of soil physical characteristics in order to characterize the initial state for a numerical modeling.• Development of a theoretical model and its implementation in a finite differences code in order to predict the evolution of pore pressure and deformation of soil near to saturation. Comparison with experimental measurements (laboratory tests and earthworks). The instrumentation and the monitoring of a marl earthwork excavation were made in the context of this thesis.
Abstract FR:
Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet ANR Terredurable qui regroupe 4 thèses à vocation expérimentale et 2 thèses à vocation théorique, et peut être rangé dans la deuxième catégorie.Cette thèse est consacrée à l’étude du comportement hydro-mécanique des sols fins dans les ouvrages en terre. Ces sols se caractérisent par une saturation proche de 1 avec une présence d’air occlus apportant une forte compressibilité au fluide interstitiel. Ces sols ont un comportement qui diffère de celui des sols désaturés au-delà de l’entrée d’air et des sols parfaitement saturés.Le travail réalisé peut-être décomposé en plusieurs parties :Tout d’abord, la notion de compactage est étudiée dans le but de mieux comprendre l’importance que joue l’air de part et d’autre de l’optimum Proctor. Un travail sur la caractérisation de l’état de contrainte dans le sol à la fin du compactage et de l’évolution de sa contrainte de préconsolidation est apporté.Un modèle théorique permettant de prédire le comportement hydro-mécanique des sols proches de la saturation est présenté. Il permet de répondre à des problématiques telles que la montée des pressions interstitielles dans les noyaux de barrage pendant la construction ou encore le déconfinement de déblais après travaux de terrassement. Le modèle développé se basant sur la quantité d’air occlus au sein du fluide interstitiel a été implémenté dans un code de calcul aux différences finies et comparé aux mesures expérimentales d’essais de laboratoire et ouvrages en terre. L’instrumentation et le suivi au cours du temps du gonflement d’un déblai marneux ont été réalisés dans le cadre de cette thèse.