Revue / Review Article

Interprétation du pressiomètre en Non Drainé Non Saturé – application à l’argile de Londres

Interpretation of the Pressuremeter Test in Undrained and Unsaturated Conditions − application to London clay

¹ GAIATECH, 22 rue Antoine Chollier, 38170 Seyssinet, France
² EGIS, 3 rue Docteur Schweitzer, 38180 Seyssins, France

^* Auteur de correspondance : monnet.jacques@gaiatech.fr

Résumé

Le pressiomètre permet de mesurer un module pressiométrique, E_M et une pression limite, P_LM, qui sont utilisés pour estimer la capacité portante des fondations. Il suit différentes normes (AFNOR, 2012) ; (ASTM, 1994). Ces valeurs ne peuvent pas être saisies comme données dans un calcul géotechnique par Éléments Finis ou Différences Finies pour l’étude des ouvrages de Génie Civil (murs de soutènement, tunnels, remblais, excavations, etc.). Ces méthodes de calcul modernes nécessitent, au minimum, la connaissance des caractéristiques mécaniques effectives du sol, en élasticité (avec le module de Young E et le coefficient de Poisson ν) et en résistance (avec la cohésion c’ et l’angle de frottement Φ’). Cette étude est consacrée à l’interprétation de l’essai pressiométrique afin de permettre son utilisation pour la détermination des caractéristiques mécaniques effectives du sol. Lorsque l’essai pressiométrique est réalisé dans de l’argile, une pression interstitielle apparaît pendant le test, même si seule une contrainte de cisaillement est appliquée. Cette étude explique l’apparition de cette pression interstitielle (alors que théoriquement, avec un module de cisaillement constant, cela ne devrait pas être possible) ; elle montre l’importance d’une interprétation en contrainte effective des mesures pour déterminer le module de cisaillement, qui peut être jusqu’à 20 fois inférieur à celui déterminé par l’analyse en contrainte totale. Cet article fournit également la valeur théorique d’un "coefficient de Skempton" B appliqué au pressiomètre dans des conditions élastiques et plastiques. Enfin, la théorie est utilisée pour calibrer les paramètres d’un essai pressiométrique effectué dans de l’argile de Londres à une profondeur de 20,6 m.

Abstract

The pressuremeter allows measuring a pressuremeter modulus, E_M, and a limit pressure, P_LM, which are used to estimate the bearing capacity of foundations. It follows different standards (AFNOR, 2012); (ASTM, 1994). These quantities cannot be entered as data in a geotechnical calculation by Finite Elements or Finite Differences for the study of Civil Engineering works (retaining walls, tunnels, embankments, excavations, etc.). These modern calculation methods require, at a minimum, knowledge of the effective mechanical characteristics of the soil, in elasticity (with the Young’s modulus E and the Poisson coefficient ν) and in strength (with cohesion c’ and the angle of friction Φ’). This study is devoted to the interpretation of the pressuremeter test so that it is possible to use it for the determination of the effective mechanical characteristics of the soil. When the pressuremeter test is carried out into clay, it appears pore pressure during the test when only shearing is applied. This study explains the apparition of this pore pressure (whereas theoretically with constant shear modulus it is not possible); shows the importance of an Effective stress interpretation of the measurements to determine the shear modulus which can be 20 times lower than the one determined from Total stress analysis. This paper gives also the theoretical value of a pressuremeter “Skempton coefficient” B applied to the pressuremeter in elastic and plastic conditions. Finally, the theory is used to calibrate the parameters for a pressuremeter test performed in London clay at 20.6 m depth.