Effets de sollicitations hydriques cycliques sur le gonflement d’un sol argileux traité à la chaux

Impact of cyclic wetting and drying on the swelling properties of a lime-treated expansive clay

¹ Laboratoire Environnement, Géomécanique & Ouvrages Nancy-Université Rue du Doyen Marcel-Roubault BP 40 54501 Vandœuvre-Olivier. Cuisinier@ ensg.inpl-nancy.fr, France.
² Laboratoire Central des Ponts et Chaussées Centre de Nantes Route de Bouaye, BP 4129 44341 Bouguenais Cedex Dimitri.Deneele@lcpc.fr, France.

Résumé

Le traitement à la chaux améliore le comportement des sols fins. En dehors de ces applications classiques en terrassement, le traitement à la chaux permet aussi de réduire le gonflement des sols très argileux. Toutefois, dans le long terme, la pérennité des effets positifs de la chaux reste toujours en question. En effet, certains auteurs ont montré que les sols traités peuvent retrouver leur potentiel de retrait/gonflement après quelques cycles successifs d’humidification/séchage. Dans ce contexte, cette étude expérimentale a été entreprise pour évaluer les effets successifs d’humidification/séchage sur le comportement d’une argile traitée à la chaux. Elle a été menée à partir de prélèvements réalisés dans un remblai expérimental réalisé en argile traitée à la chaux. Ces travaux ont été complétés par des expériences menées sur des échantillons d’argile, traitée ou non, préparés en laboratoire. Des œdomètres à succion contrôlée par la méthode osmotique ont été employés pour soumettre les différents matériaux testés à des cycles hydriques. L’analyse des résultats obtenus montre que le traitement de la chaux permet de réduire considérablement la capacité de gonflement de l’argile dans le court terme. Toutefois, les échantillons prélevés sur le remblai expérimental présentent un potentiel de gonflement/retrait de Tordre de 5 à 8 % alors que le potentiel de retrait/gonflement des éprouvettes d’argile traitée préparées en laboratoire est quasi nul. Les résultats obtenus tendent ainsi à indiquer que l’efficacité du traitement à la chaux sur le gonflement d’une argile plastique diminue avec le temps.

Abstract

Lime addition is a very wide spread technique to improve the engineering behaviour of soils and it is known to reduce the swelling potential of expansive soils. However, in the long term, the permanence of that lime effect is questionable. Some authors have shown that a lime-treated expansive soil can recover its initial swelling/shrinkage ability after some successive wetting/ drying cycles. This question is of interest since lime might be used to prevent swelling of expansive soils in earthworks. An experimental study was undertaken to assess the effects of successive wetting/drying cycles on the swelling behaviour of lime-treated expansive soils. This study was conducted both on three-years-old field-samples coming from an experimental backfill and samples reconstituted in the laboratory. Osmotic suction-controlled oedometers were used to determine their swelling/shrinkage behaviour when submitted to wetting/ drying cycles. The results obtained on the reconstituted samples showed that the lime treatment can reduce dramatically the swelling capacity of an expansive soil. However, the lime-treated samples taken from the experimental backfill exhibited important swelling and shrinkage deformations when submitted to successive wetting and drying. The obtained results clearly indicated that the lime treatment efficiency decreased with time.