Article de recherche / Research Article

Essais de gonflement avec mesure de la contrainte radiale à l’œdomètre K₀ à haute pression

Swelling tests with radial stress measurement using 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

Plusieurs séries d’essais de gonflement ont été réalisées sur des argiles et des marnes plastiques à l’aide d’un œdomètre K₀ à haute pression. Ces essais sont accompagnés par des essais de gonflement en parallèle à basse pression. Des essais triaxiaux à haute pression ont fourni la résistance de quelques-uns de ces terrains et leurs états limites. Après avoir présenté les matériels, les procédures d’essais et les terrains étudiés, les résultats des essais sont décrits à partir des courbes expérimentales. Chaque exemple apporte un éclairage particulier parmi les diverses réponses des terrains argileux et marneux examinés. En enrichissant les essais d’une mesure de la contrainte radiale, l’œdomètre K₀ à haute pression permet de décrire les chemins des contraintes suivis au cours des cycles de chargement. Cette mesure élargit le cadre d’interprétation des essais en apportant des données pertinentes sur trois aspects particuliers du gonflement œdométrique au laboratoire. Cela concerne le préchargement en phase préliminaire d’essai quand le sol est mis en présence d’eau ou l’effet de la contrainte maximale atteinte au cours des cycles de chargement. Cela concerne aussi la rupture du sol en extension en fin de déchargement, où différentes situations apparaissent suivant la résistance du sol. Les cycles à haute pression et le gonflement à basse pression produisent une déstructuration des sols et une modification de leur comportement mécanique.

Abstract

Several series of swelling tests were carried out on plastic clays and marls using a high pressure K₀ oedometer. These tests are followed by multiple-specimens swelling tests at low pressure. High-pressure triaxial tests have provided the strength of some of these soils and their limit states. After presenting the materials, the test procedures and the soils studied the test results are described on the basis of the experimental curves. Each example provides a particular insight into the various responses of the clayed and marly soils studied. By enhancing the tests with a radial stress measurement, the high-pressure K₀ oedometer can describe the stress paths followed during the loading cycles. This measurement broadens the framework for interpreting the tests by providing relevant insights into three particular aspects of oedometer swelling in the laboratory. This concerns pre-loading in the preliminary test stage when the soil is subjected to water or the effect of the maximum stress applied during the loading cycles. This also concerns the failure of the soil in extension at the end of unloading, where various situations arise depending on the strength of the soil. High-pressure cycles and low-pressure swelling produce destructuration of the soils and change their mechanical behaviour.