Étude et modélisation du comportement à l’enfoncement des sols de surface : influence sur leur traficabilité

Study and modeling of surface soils sinkage test behaviour : influence on the trafficability

LIRIGM Université Joseph-Fourier Maison des Géosciences BP 53 38041 Grenoble Cedex 9 Olivier.Benoit@ujf-grenoble.fr Philippe.Gotteland@ujf-grenoble.fr, France.

Résumé

Cet article présente les résultats marquants d’un programme de recherches relatif à la traficabilité des sols de surface et à leur déstructuration par des véhicules munis d’outils de scarification. Dans ce cadre, un dispositif expérimental prototype, transportable et modulable, a permis d’effectuer deux types d’essais à vitesse rapide en laboratoire ou in situ : des essais d’enfoncement et des essais de cisaillement en translation. Plusieurs sols types ont été testés incluant des comportements frottant, cohérent et cohérent-frottant. Des essais en vraie grandeur ont été réalisés pour visualiser les mécanismes mis en jeu et pour valider certains résultats. L’exploitation des essais permet d’évaluer les grandeurs nécessaires à la spécification opérationnelle de la mobilité d’un véhicule, l’effort de traction et la résistance à l’avancement. C’est dans le cadre de l’étude plus approfondie de cette dernière que l’exploitation spécifique des essais d’enfoncement a permis le développement d’un nouveau modèle global de comportement des sols de surface lors de l’enfoncement d’une plaque. L’influence du remaniement du sol a également été étudiée afin de prendre en compte l’enfoncement supplémentaire que subit un engin dans ces conditions.

Abstract

This article aims at the main results of a research program relating to the surface soils trafficability and their mechanical rehandling induce by vehicles equipped with scarification tools. Within this framework, a prototype transportable and multifunctional experimental device makes it possible to carry out two types of tests at fast speed in laboratory or in situ : sinkage tests and translational shear tests. Several soil types were tested including sand (frictional behaviour), silt (coherent behaviour) and silty sand (frictional-coherent behaviour). Full-scale tests were carried out with instrumented vehicle to study the mechanisms and validate some results. The exploitation of the tests makes it possible to evaluate data necessary to the operational specification of the vehicle mobility : the tractive effort and the motion resistance. It is to specifically study this latter that a new global model of behaviour of the surface soils during the sinkage of a plate was developed. The influence of the mechanical rehandling of the soil was also studied in order to take into account the additional sinkage undergoes by a vehicle under these conditions.