Article de recherche / Research Article

Un pénétromètre à pointe contrôlé en force ou en déplacement pour une caractérisation étendue des sols

A penetrometer with a force or displacement-controlled mode for a comprehensive soil characterization

¹ Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble-INP, 3SR, 38000 Grenoble, France
² Equatech, R&D (Groupe Equaterre), Bureau d’étude ingénierie géotechnique, 74960 Annecy, France

^* Auteur de correspondance : h.hosseini@equaterre-geotechnique.fr

Accepté : 9 Février 2023

Résumé

Cette étude présente une méthode pénétrométrique novatrice utilisant un pénétromètre statique (CPT) équipé d’une pointe mécanique. L’objectif est d’évaluer les propriétés du sol, la sensibilité à la liquéfaction, en donnant la possibilité de réaliser les essais dans des conditions difficiles d’accès. Contrairement aux pénétromètres statiques traditionnels, cette méthode se concentre sur la résistance de pointe et utilise un chargement contrôlé en force ou en déplacement depuis la surface. Les essais expérimentaux ont été effectués avec un pénétromètre spécialement développé par le Groupe Equaterre, dans une chambre de calibration. Le massif de sable fin était soumis à une contrainte de confinement contrôlée. De plus, un modèle numérique basé sur la méthode des éléments discrets a été utilisé pour analyser les résultats. Les avantages de cette méthode péétrométrique incluent la possibilité d’évaluer la résistance de pointe, la rigidité du sol, et la détection in situ de la sensibilité à la liquéfaction, évitant ainsi les difficultés liées à l’échantillonnage dans les zones de faible cohésion et de faible compacité. En résumé, cette étude explore les possibilités offertes par cette méthode pénétrométrique innovante, tant sur le plan expérimental que numérique, en fournissant des informations précieuses sur les propriétés du sol et la susceptibilité à la liquéfaction.

Abstract

This study presents an innovative penetration test method using a static Cone Penetration Test (CPT) with a mechanical tip. The objective is to evaluate soil properties and susceptibility to liquefaction and perform tests in challenging access conditions. Unlike traditional static penetrometers, this method focuses on cone tip resistance and is based on controlled loading in terms of force or displacement from the surface. The experimental tests were conducted using a penetrometer developed by the Equaterre Group within a calibration chamber. The fine sand used in the tests was subjected to controlled confinement stress. Additionally, a numerical model based on the discrete element method was implemented to analyze the results. This method offers several advantages over traditional static penetrometers. It enables the evaluation of cone tip resistance, soil stiffness, and in situ assessment of liquefaction susceptibility, overcoming difficulties associated with sampling in low-cohesion and low-density zones. In summary, this study explores the possibilities offered by this innovative penetrometer test, both experimentally and numerically, providing valuable insights into soil properties and their response to liquefaction.