Article de recherche / Research Article

Caractéristiques des chemins des contraintes enregistrés à l’aide d’un œdomètre K₀ à haute pression

Characteristics of stress paths recorded with a high pressure K₀ oedometer

Cerema Méditerranée, 30 rue Albert Einstein, CS 70499, 13593 Aix-en-Provence, France

^* Auteur de correspondance : jean-francois.serratrice@cerema.fr

Résumé

Un œdomètre K₀ à haute pression est utilisé pour recueillir simultanément les propriétés de compressibilité des sols et les caractéristiques des chemins des contraintes œdométriques pendant des cycles de chargement-déchargement en condition drainée (essais K₀ D HP). La contrainte radiale totale est mesurée à l’aide d’une bague mince. Un résumé des principaux aspects du comportement des sols observés à l’œdomètre K₀ est proposé pour commencer, d’après les travaux de nombreux auteurs. L’œdomètre K₀ HP est décrit ensuite, puis les procédures d’essais et les conditions d’essais. La nature des sols testés et leurs propriétés physiques sont indiquées alors. La diversité des comportements s’observe à partir des courbes expérimentales recueillies sur un sable, un limon, puis des argiles raides et des marnes peu plastiques à très plastiques. Les courbes contrainte-déformation et les chemins des contraintes œdométriques décrivent des boucles d’hystérésis à partir desquelles sont identifiées les caractéristiques œdométriques des sols. Ces caractéristiques peuvent être comparées aux résistances au cisaillement de quelques-uns de ces terrains et leurs états limites fournis par des essais triaxiaux à haute pression. Les divers aspects des réponses œdométriques sont présentés et commentés, qui concernent les seuils de préconsolidation, les indices de gonflement, les chemins des contraintes de chargement, les chemins des contraintes de déchargement, la progression de ces derniers vers des états de contraintes en extension. Une récapitulation des principaux paramètres est proposée enfin, qui s’appuie sur les résultats d’une soixantaine d’essais K₀ D HP. En première approche, les paramètres œdométriques s’ordonnent en fonction de la nature du sol, de la compacité initiale et de l’argilosité.

Abstract

A high pressure K₀ oedometer is used to simultaneously collect soil compressibility properties and oedometer stress path characteristics during loading-unloading cycles under drained conditions (K₀ D HP tests). The total radial stress is measured with a thin-walled ring. A survey of the main features of soil behaviour observed with K₀ oedometers is proposed as a beginning, based on the work of many authors. The K₀ HP oedometer is then described, followed by the test procedures and test conditions. The nature of the soils tested and their physical properties are then indicated. The diversity of behaviours can be observed from the experimental curves collected on a sand, a silt, then stiff clays and marls with low to high plasticity. The stress-strain curves and oedometer stress paths provide hysteresis loops from which the soil characteristics are identified. These characteristics can be compared to the shear strengths of some of these soils and their limit states, supplied by high-pressure triaxial tests. Various aspects of the oedometric responses are presented and commented on, which involve preconsolidation stress, swelling indexes, loading stress paths, unloading stress paths, the progression of these paths towards extension stress states. Finally, a summary of the main parameters is proposed, based on the results of some sixty K₀ D HP tests. The parameters are ordered according to the nature of the soil, the initial density and the argilosity.