Phénomènes cycliques dans les sols pulvérulents

Cyclic phenomena in granular soils

Laboratoire de Mécanique des Solides - Ecole Polytechnique , France

Résumé

Le comportement rhéologique des sols pulvérulents sous chargement cyclique dépend de façon significative du trajet de charge. Des essais effectués à l'appareil triaxial de révolution suivant différents chemins de contrainte ont permis de dégager trois points importants :

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  l'écrouissage distinguant le chargement initial des cycles suivants de décharge-recharge ;

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  l'hystérésis due à un comportement irréversible du sol, observée ou non lors des cycles de charge ;

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  le développement des déformations volumétriques importantes ou des distorsions prépondérantes au cours du chargement. Un nouveau concept, « l'Etat Caractéristique du Sol », a été proposé pour pouvoir suivre le comportement rhéologique du sol tout au long du processus de la déformation irréversible.

L'Etat Caractéristique s'est révélé un concept cohérent pour l'étude et l'interprétation des comportements cycliques des sols aussi divers que l'adaptation, l'accommodation, le rochet, la liquéfaction, la mobilité cyclique ou la stabilisation.

Abstract

Stress-strain behaviour of cohesionless soils under cyclic loading depends greatly on stress path.

Experimental results using the conventional axisymmetrical triaxial apparatus demonstrates the importance of three essential features of soils response to the non-monotonic loading :

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  strain hardening reflecting the difference of stress-strain behaviour between first loading on virgin soil and following cycles of unloading-reloading ;

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  hysteresis of soils under cyclic loading due to an irreversible behaviour during each load cycle ;

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  stress paths enhancing mechanisms of deformation associated either with great volumetric strain or with predominant distortion strain.

A new concept, « Characteristic State of Soil », is proposed for studying soils under cyclic loading in order to follow the rheological behaviour during the irreversible deformation process.

The characteristic state concept is adequate for interpreting the different features of cyclic behaviour of cohesionless soils such as adaptation, accommodation, ratcheting, liquefaction, cyclic mobility or stabilization.