Résistance au cisaillement sous faible consolidation et structuration des argiles marines

Shear strength under low consolidation and structuration of marine clays

¹ Département de génie civil, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada JIK 2R1, Tél. : (819) 821-7758 ou 7114 ou 7115, Fax : (819) 821-7974, France
² Département de géologie, Université Laval, Ste-Foy, Québec, Canada G1K 7P4, France

Résumé

La mesure de la résistance au cisaillement d'argiles intactes en place ou en laboratoire est parfois impossible, que ce soit à cause des limitations des équipements disponibles ou de la difficulté d’accéder au dépôt (fonds marins...). Il est encore important d'examiner si, à partir d échantillons remaniés de ces mêmes dépôts, il est possible de recueillir des données propres au dépôt. Il est proposé ici une méthode d'analyse en laboratoire à partir d'échantillons remaniés. Ainsi, des dépôts d'argile marine, mers de Tyrrell et de Champlain (Québec), maintenant émergés mais relativement jeunes (6 000 à 12 000 ans) ont été étudiés sur le terrain puis en laboratoire avec des échantillons non remaniés. Puis les échantillons furent totalement remaniés et consolidés en laboratoire sous de faibles contraintes (7 à 150 kPa) ; ces échantillons furent ensuite soumis à des essais de pénétration au cône suédois. On a observé que l'évolution de cu (résistance au cisaillement non drainée) en fonction de σ'v (contrainte effective de consolidation) se décompose en trois zones distinctes analogues aux zones observées sur les dépôts d'échantillons intacts ou sur le chantier. Ces résultats montrent que, au moins pour le cas des argiles de l'Est du Canada, caractérisées par une faible dégradation de la minéralogie de la roche mère, il est possible de prévoir le comportement des dépôts d'argile en place à partir d'essais de laboratoire sur des échantillons remaniés.

Abstract

Shear strength evaluation of intact marine clay under deep waters is generally very difficult to assess. This can result from limitations of the in situ testing equipment (Shear vane) to collect undisturbed samples. It is examined here the possibility that remoulded samples collected from the marine floor can be helpful to obtain good correlations with the in-situ shear strength. Recent clay deposits presently above sea level have been tested on site and in the laboratory. Mechanical characterization have been conducted on intact samples. Subsequently they have been strongly remoulded and consolidated under very low stresses (7 to 150 kPa) equivalent to the actual vertical stresses in the natural deposit. The results show that shear strength variation of the consolidated remoulded samples follow the same evolution as the on-site intact clay i.e., overconsolidated behavior for low vertical stresses, then unconsolidated behavior and finally a normally consolidated state. The shear strength being proportional to the consolidation pressure. These results show that this type of clay remember the path stress imposed to the deposit and remoulding process is only partial. The testing of remoulded samples appear very important in this context.