Comportementdes sols comp actés :

P. DELAGEÉcole nationale des ponts

et chausséesCERMES, Paris

6-8, avenue Blaise-Pascal77455 Marne-Ia-VaIIée

Cedex 2dela g e@c erme s ;êfip c.fr.

t,-!, FRyElectricité de FranceCentre d'ingénierie

' , , :hydrai.uli.Que,7337 3 Le Bourget-du-Lac

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NDLE: les discussions surcet ar-ticle sant acceptéesJusgu'au 1* juillet 2AA1.

apports de la mécaniquedes sols non saturés

Les acquis de la mécanique des sols non saturés ne sontpas encore couramment utilisés dans la pratique de laconception et de la construction des ouvrages en terre(remblais, barrages), alors qu'ils fournissent descompléments d'information permettant une meilleurecompréhension des phénomènes complexes intervenantdans ces ouvrages. on décrit ici le comportement des solscompactés sous cet angle, en abordant Ie rôle de lasuccion, la microstructure, Ie comportement encompression volumique et les propriétés de résistance aucisaillement. Ces données sont à compléter par desinvestigations expérimentales supplémentaires, maiscertaines tendances existent et permettent d'éclairer lecomportement d'un matériau finalement assez mal connu.Elles permettent également de proposer desmodélisations simplifiées et efficaces des ouvrages en solcompacté, qui feront l'objet d'un autre article.

Mots-clés ; sol compacté, remblai, barr age, succion,microstructure, comportement mécanique, ouvrages enterre.

The behaviour of compacted soils :

contribution of the mechanicsof unsaturated soils

The mechanics of unsaturated soils is not systematically used inpractice in the design and construction of earthworks(Embankments, dams). However, the mechanics of unsaturatedsoils can now provide some complementary information andallow a better understanding of the complex phenomenainvolved in earthworks. The paper describes the behaviour ofcompacted soils under the iight of the mechanics of unsaturatedsoils, and deals with suction, microstructure, volumetricbehaviour and shear strength properties. Existing data shouldbe completed by further experimental investigatiôns. However,some trends exist, improving the understanding of thebehaviour of a rather unknown material. Moreover, some simpleand efficient models of compacted structures can be derived,which will be described in another paper.

Key words: coffipâcted soil, embankment, dam, suction.microstructure, mechanical behaviour, earthworks.

17REVUE FRANçAISE DE GËOTECHNIQUE

N. g2

3e trimestre 9000

lntroductionLes développements apparus ces dernières années

en mécanique des sols non saturéS(1), Sur Ie plan del'analyse expérimentale de la physique des phéno-mènes et celui de la modélisation du comportement,permettent une compréhension améliorée du compor-tement des ouwages en terre, dont l'étude et Ie dimen-sionnement dans la pratique n'ont pas toujours pris encompte Ies spécificités dues à l'aspect non saturé. Ladifférence essentielle engendrée par la présence d'unephase air dans les sols non saturés est reliée aux diffi-cultés rencontrées dans les diverses tentatives d'exten-sion de la contrainte effective de Terzaghi au cas nonsaturé. L'illustration la plus manifeste en est le phéno-mène d'effondrement, également appelé affaissement,qui correspond à la diminution de volume d'un sol nonsaturé non gonflant soumis à un remouillage souscharge. Les diverses expressions proposées decontrainte effective étendue aux sols non saturés (dontcelle de Bishop 1,959, cf. Annexe) sont proportionnellesà la succion et, Comme elles décroissent lors d'unremouillage, elles prédisent un gonflement, incompa-tible avec la réduction de volume observée lors d'uneffondrement. Ainsi, l'utilisation exclusive d'unecontrainte de type Bishop est insuffisante pour unedescription complète du comportement des sols nonsaturés, et il est nécessaire d'y associer une autrevariable de contrainte, dans le cadre bien admis deI'approche en variables indépendantes (voir Gens,1,995, pour Ia description des divers couples devariables de contraintes utilisés).

Cette différence fondamentale avec les sols saturéss'illustre également par Ie fait que, Iors d'un charge-ment, il n'y a pas de transfert additif de contrainte totaleentre l'eau, Supposée incompressible, et les particulesdu sol , car l'eau n'emplit pas l'intégralité des vides exis-tant (voir Fig. 1). Les vides emplis d'air permettent uneréorganisation interne des grains et des ménisques exis-tant aux contacts inter-particules, dont les consé-quences macroscopiques en termes de volume ne sontpas descriptibles en termes de contrainte unique, diteeffective. L'autre caractéristique importante des solsnon saturés est la grande sensibilité de leurs propriétésmécaniques et hydrauliques aux variations de teneur eneau etlou de degré de saturation.

On présente dans ce travail une description généralede Ia façon dont les travaux récents dans le domaine deIa mécanique des sols non saturés permettent uneappréhension plus complète du comportement des solscompactés qui constituent les ouwages en terre (bar-rages en terre,, remblais compactés). Ces éléments,essentiellement issus d'investigations de laboratoire surdes éprouvettes de taille décimétrique, ne répondentqu'en partie aux problèmes complexes soulevés par leComportement des ouwages en remblai, dont beaucouprestent actuellement sans réponse. Il reste en particu-lier de nombreux efforts à développer pour mieuxappréhender, au niveau du comportement global d'unmassif compa cté,les effets dus aux inévitables hétéro-généités mécaniques et hydrauliques intervenant lorsde la construction, qui se traduisent, entre autres, pardes variations de densité et de teneur en eau. Les

(1) Une présentation de laDelage et Cui (2000 a et b).

ouwages construits font quelques dizaines de mètres dehauteur et parfois des kilomètres de longueur, ils sontréalisés à partir d'un matériau naturel provenant dezones d'emprunt elles-mêmes hétérogènes par nature,et sont compactés dans des conditions pas toujourscontrôlées en fonction d'impératifs économiquescontraignants. L'étude du changement d'échelle entreIes éprouvettes de laboratoire et la dimension de cesouvrages nécessite encore de nombreux efforts, quidevraient inclure en particulier la réalisation d'essaismécaniques de grande dimension,, et l'étude d'ouwagesinstrumentés sur le long terme (Mieussens, 2000). Mal-gré ces réserves, il semble que les travaux récents derhéologie des sols non saturés puissent constituer unapport intéressant pour une meilleure compréhensiondu comportement des ouvrages en terre, en termeshydraulique et mécanique. Cet article présente le com-portement des sols compactés vu à la lumière de lamécanique des sols non saturés. Il Sera suivi d'un autretravail montrant comment CeS concepts peuvent êtreintégrés dans un cadre de modélisation.

-

Cara ctëristiques de compactagedes sols

Les problèmes relatifs au comportement des solscompactés, et leur positionnement par rapport aux solsfins saturés peuvent être commentés à partir du dia-gramme de compactage de la figure 2.La situation dessols fins saturés est décrite par I'hyperbole de satura-tion, qui est une relation biunivoque entre le poidsvolumique sec To et la teneur en e âLl w :

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4,wT, (1)IT-

1/lw

où % el T* sont les poids volumiques des solides etde l'eau.

Sur cette hyperbole, le comportement du sol finsaturé est caractérisé par un certain nombre de para-mètres mécaniques, raisonnablement indépendants dela position du point représentatif de l'état du sol sur lediagramme, c'est-à-dire de la densité ou de la teneuren eau : paramètres de déformabilité mécanique telsque I'indice de compressibilité ædométrique C,) carac-téristiques de résistance au cisaillement c' et Q'; Para-mètres de modélisation élasto-plastique de type Cam-clay (compressibilités élastique et plastique rc et À.,

paramètre d'état critiqu e M, etc.).

Dans l'ouvrage,le défaut de saturation des solscompactés place le point d'état [w, Yd] à I'intérieur dudomaine borné par l'hyperbole de saturation et cesparamètres sont ]iés à l'histoire du matériau compactéen place, qui n'est pas forcément identique à celle ducompactage en laboratoire. De plus, Ia densité et Iateneur en eau ne suffisent pas pour caractériser les pro-priétés mécaniques : la structure de l'argile, le moded'humidification et les déformations de cisaillementexercées lors du compactage engendrent une anisotro-pie mécanique. II n'est pas rare d'observer ln situ dansles planches d'essais un feuilletage qui réduit fortementla cohésion effective et I'angle de frotfement effectif surle plan horizontal. Ce feuilletage, induit par une humi-

18REVUE FRANçAIsE oE cÉotrcuNlQUEN" 993e trimestre 9000

mécanique non saturée est donnée dans

dification périphérique ou par un cisaillement excessifsous I'action du compacteur ou du trafic de chantier.est à éviter en adoptant des caractéristiques et un modede compactage adéquat; si un doute subsiste sur sonexistence, il impose de connaître et de prendre encompte dans le calcul de l'ouwage égalernent les pro-priétés de résistance sur le plan horizôntal qui contien-drait un tel feuilletage.

A l'intérieur de la zone délimitée par l'hyperbole, iln'existe plus de relation entre la densité et Ia reneur eneau, et un autre paramètre, le degré de satruation S . esTnécessaire pour décrire t'état dri roi. .àiô" i" ;;i"ri;;

/s'o - 1*Y Q)

J'T *Graphiquement, le degré de saturation représente

le rapport entre l'abscisse du point considéré et l,abs-cisse du point ayant le même poids volumique situé surI'hyperbole de saturation; plus la distanôe du pointconsidéré à l'hyperbole est grande, plus Ie sol est àésa-turé. L'expression 2 montre également que les courbesd'isovaleurs de degré de saturation sont aussi deshyperboles. A proximité de l'hyperbole de saturation,dans une zone limitée par une hyperbole correspon-dant à un degré de saturation constant élevé, supéiieurou égal à 85 o/" selon les caractéristigues du sôl et enparticulier son indice de plasticité, lé sol se retrouvedans un état quasi saturé, dans leguel l'air est sous laforme de bulles isolées. Dans cettè zone, qui corres-pond aux branches humides des courbes de compac-tage, parallèles à I'hyperbole de saturation, la sucôioninitiale - telle que définie plus loin - est quasiment nulleet des surpressions interstitielles dangereuses sont sus-ceptibles d'apparaître lors de la construction d'un rem-blai homogène. On peut dans ce cas modéliser le com-portement du sol comme celui d'un sol saturé par unfluide compressible, en utilisant le concept decontrainte effective élargi au fluide compressible.

Pour des degrés de saturation plus faibles, la phaseair devient continue, avec apparition de ménisqueseau-air, qui se localisent dans des pores de plus en pluspetits au cours d'une désaturation (Fig. 1, voir Delage,1987). L'équilibre du ménisque impose que la pressi,ondu côté concave du ménisque (pressiondu flùide nonmouillant, l'air, soit u-J soit supérieure à celle du fluidemouillant situé du côté convexe (pression d'eau u.). Onpeut définir une pression-capillaire p"= uu- u., qli estpositive compte tenu de la remarquè faiie piécédem-ment sur l'équilibre du ménisque ; en considérantconventionnellement la pression atmosphériquecomme nulle, on voit que Ia pression de l'eau est néga-tive au voisinage du ménisque. En fait, vu les fortsniveaux atteints par la différence u^ - u... du fait del'attraction exercée sur les moléculês d'Ëau par lesminéraux argileux, mécanisme complémentaire àl'action capillaire décrite précédemment, on utilise fré-quemment la notion de succion s = u, - uw qui englobeà la fois les effets capillaires et ceux âus â Ilnteractionchimique eau-argile (Statement of the review pand,1965). Cette succion agit comme un lien au contàct dedeux particuies de sol, soit par le biais d'un ménisquepour un sol granulaire, soit en mobilisant également lesmécanismes d'adsorption eau-argile, dont ltampleur estquantifiée macroscopiquement par les Iimites d'Atter-berg ; l'effet des paramètres de plasticité sur lescourbes de rétention d'eau se révèle ainsi être imnor-tant (Black, 1962).

Ménisquecapillaire

Sof granulaire

Plaquettesargileuses

Ménisquecapillaire

au adsorbée

Sof finiiï'"fË;,t:iËf*.:t:,i,i,;,f,,ligtdÉiiiffiffi Représentation schématique de l,eau au

sein d'un sol non saturé (d'après Delage1987) : a) sol granulaire ; b) sol fin.Scheme of the position of water in anunsaturated soil (after Delage, lgBT) , a) sand ; b)fine grained soil.

on peut affirmer en première analyse que, pour unsol donné, Ia succion est d'autant plus él,evéè que ledegré de saturation est faible, c'est-à-dire que le pointcaractéristique dans le diagramme de compactage estél.oigné de l'hyperbole de saturation. C'est àinsi que leséchage d'un sol, qui se fait à succion croissànte,entraînera un déplacement du point caractéristiquevers la gauche, et vers le haut si le sol se rétracte ; unr_emguillage, lors duquel la succion décroît, correspon-dra à un chemin horizontalvers la droite, pouvant des-cendre dans le cas d'un gonflement ; un autre cheminde succion décroissant s'obtient lors d'une compres-sion à teneur en eau constante, qui corresponcl a unchemin vertical vers le haut, qui rapproche ie point del'hyperbole de saturation (Fig. z). Atous ces points cor-respondent des caractéristiques mécaniques ,Ce défor-mabilité et de résistance maximales différentes ; ellesdépendent de Ia densité et de la teneur en eau , et doncde la succion, qui est une fonction de ces deux para-mètres et d'autres caractéristiques du sol, commel'indice de plasticité.

Le tableau I donne les valeurs de succion mesuréessur divers sols de barrages, compactés à l'optimumProctor normal. on n'observe pas de coriélationdirecte entre la succion et un autre paramètre caracté-ristique ; cependant, on observe que les sols granu-laires à faible fraction argileuse (< 10 %) ont dès suc-cions de quelques dizaines de kPa ; quand la fractionargileuse dépasse 20 o/o,les succions sont supérieures à100 kPa, avec des valeurs maximales voisines de300 kPa.

En fait, la succion des sols compactés peu plastiquesne semble pas très sensible aux variations de densitépour les états significativement désaturés, comme Ie

19REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIQUE

N" 923€ trimestre 2000

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SOL NON SATURE:f'(s),c'(r), C"(.)

;iiiiifiïi1iii]iiiiiii:iïiiii,t:,tii,:U*mitt*iiit:i Diagramme de compactage d'un sol.Compaction diagram of a soil.

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water COntentr wr %

ttliiiiiiiitiilliiiiiiiiiiiiiirlili i+|i:, Isovaleurs de succion d'un sol compacté(Li, 7995).Constant suction curves of a compacted lowplasticity loess (Li, 1995).

36

23

26

35

40

3B

33

6B

EMicrostructure des sols compactés

Bien que les techniques développées en pédologieet en géologie de l'ingénieur pour l'étude de la micro-structure des sols fins aient fait d'énormes progrès cesvingt dernières années, il ne semble pas que leur exploi-tation en géotechnique pour une meilleure compréhen-sion du comportement hydromécanique des sols ait étésuffisamment développée. Ceci vaut en particulier pourles sols compactés, qui ont pourtant fait l'objet d'un despremiers modèles de microstructure de sol dans uncontexte géotechnique, avec la théorie de Lambe (1958-a). Ce modèle est encore régulièrement évoqué dans lesouwages d'enseignement, il est à la base des notions destructures floculée et dispersée (Fig . 4). Ce modèlerepose sur la théorie de la double couche (voir Mitchell,1993), selon le principe suivant : un sol du côté humidede l'optimum possède suffisamment d'eau pour que ladouble couche d'ions attirés électriquement par les pla-quettes argileuses puisse se développer intégralement.

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WValeursdesucciondequelquessolscompactésàl,optimum(d,aprèsFryetDelage,1993).

Gravier du Chambon

Lalybont silt

Sable argileux de La Verne

Gravier du Ciou

Loess

Limon de Jossigny

Argile sableuse

Mangla clay

Selset clay

Brown clav

montre la figure 3 (Li, 1995). Les courbes d'isovaieursde succion représentées sur le diagramme de compac-tage de ce loess peu plastique (w, - 26, wo = 1,9, 32 "/"< 2 pm) sont verticales pour les points sdffisammentéloignés de l'hyperbole de saturation. Elles s'inclinenten lui devenant parallèles quand on s'en rapproche . LaFigure montre que la succion à l'optimum est prochede 50 kPa. Des résultats analogues ont été présentéspar Gens et al. (1995) sur Ie limon de Barcelone(w, : 30,5, wo = 1.8,7, 24 % < 2 pm).

Les propriétés des sols compactés dépendent éga-lement de l'histoire hydromécanique du sol, c'est-à-diredu chemin suivi par le sol dans Ie diagramme (y./w)pour en arriver à la position considérée. Ces proprié-tés variables, dont l'évolutton est as sez mal connue,rendent le problème complexe. C'est probablement laraison pour laquelle on s'est longtemps contenté deconsidérer les propriétés des échantillons compactéspuis saturés. Il est cependant possible à présent defournir un certain nombre d'éléments complémentairespermettant une meilleure compréhension du compor-tement mécanique des sols compactés.

e0REVUE FRANçAISE DE GÊOTECHNIQUEN" 993e trimestre 2000

'n(\t('(\\ùY"à 5bb!*bli\

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Fleureau

Bishop

Fleureau

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150 kPaDelage

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Bishop 270 kPa

350 kPaBishop

Morris

Dans de telles conditions , I'action prédominante entredeux plaquettes voisines serait une action de répulsiondue à cette double couche, et il en résulterait après com-pactage un arrangement de particules avec des orien-tations essentiellement parallèles, définissant une struc-ture dispersée. Du côté sec, la quantité d'eau estinsuffisante pour un développement complet de ladouble couche. La distance entre deux feuillets argileuxest plus faible , ca qui confère aux actions d'attraction deVan der Waals un rôle prédominant, et conduit à la flo-culation, avec davantage de liaisons bord-face, et agré-gation des plaquettes les unes avec les autres ; il enrésulte la formation de flocons qui, comprimés les unscontre les autres constituent la structure globale. Cemodèle est basé sur une théorie initialement dévelop-pée sur des suspensions colloïdales d'argiles dans l'eau(Van Olphen, 1,977), et il n'évoque que faiblement lesphénomènes capillaires et leur influence mécaniqued'attraction entre les particules.

Faible énergiedecompactaqe

Teneur en eau

tiiitiiitiii{Wf*trl;t1*iiii},#.ffiiiiit Modèle de Lambe (1958a) pour la structuredes sols compactés.Lambe's model (1958a) of the structure ofcompacted soils.

L'observation en microscopie électronique àbalayage sur des échantillons déshydratés avec soinpour éviter les effets dus à Ia rétraction lors du séchagepermet d'identifier des différences essentielles entredeux échantillons compactés à Ia même densité, maissitués de part et d'autre de I'optimum, du côté humideet du côté sec (Delage et al. 1996). La figure 5 montreles résultats obtenus sur un limon des plateaux de l'Estparisien, le limon de Jossigny, dont les caractéristiquesde compactage sont illustrées par la figure 6, et préci-sées dans le tableau II. Bien que la densité des échan-tillons testés soit identique (ya = 16 kN/m3), les deuxéchantillons présentent un aspect singulièrement dif-férent : l'échantillon compacté du côté sec présente unaspect granulaire marqué, avec des agrégats de parti-cules limoneuses de diamètre compris entre 10 et20 microns. Les plaquettes argileuses, qui correspon-dent à une proportion non négligeable de 38 % enmasse, re sont que peu apparentes sur le cliché. En fait,elles sont fortement collées sur les grains, et leur confè-rent un aspect de surface déchiqueté. L'apparence dusol compacté du côté humide est foncièrement diffé-rente. Les grains de limon ne sont plus apparents, onles devine derrière un voilage constitué des plaquettesargileuses hydratées (on a ici w : 21,5 %).La fractionargileuse massique de 38 "/o est extrêmement présente

en termes de volume, puisqu'elle est en quantité suffi-sante pour constituer une matrice qui enrobe complè-tement les grains de limon. L'échantillon compacté auProctor normal a une apparence plutôt granulaire, àl'instar de l'échantillon sec, mais avec une évidencemoindre de I'organisation en agrégats.

iiiiiiil 1i:ii- ilçiii,i$ffffi1#fi|i Microstructure du limon de Jossigny aumicroscope électronique à balayage(Delage et aI., 1996) : a) côté sec ; b)optimum Proctor normal ; c) côté humide.Microstructure of the Jossigny silt, observedusing the scanning electron microscope (Delageet a1.,1996) : a) dry side; b) wet side; c) Proctornormal optimum.

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e1REVUE FRANçAISE DE GÊOTECHNIQUE

N" 923e trimestre 9000

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',i,,Wïi,,ËÊ, Caractéristiques du limon de Jossigny.

27,2 kN/m3

Gourbe desaturation

côté secçt?

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10 15 20Teneur en eau (%)

,iitwi courbe de compactageJossigny.Compaction curve of the Jossigny silt.

Ces observations sont confirmées par les mesuresde porosimétrie au mercure présentées en figure 7 . Laporosimétrie au mercure (Pellerin, 1979) permet dedéfinir approximativement la distribution de la tailledes pores d'un milieu donné ; on peut affirmer, poursimplifier, qu'elle est aux pores ce que la granulomé-trie est aux grains du sol. On observe pour le sol com-pacté du côté sec une double distribution définissantune famille de gros pores qui correspondent à Ia poro-sité inter-agrégats observée sur la figure 5a, et unefamille de pores plus petits correspondant aux poresintra-agrégats. Le rayon lu ici des pores inter-agrégats(4 pm) est plus faible que celui observée en microscopie(20 pm). Ceci est caractéristique de la porosimétrie aumercure, qui ne sait déterminer que des rayons d'accèsaux pores, qui peuvent être largement inférieurs auxdimensions réelles du pore lui-même . La courbe del'échantillon compacté du côté humide est en revancheunimodale. Ceci correspond à la prédominance desparticules argileuses observée sur la figure 5c. End'autres termes, le mercure n'a reconnu lors de sonintrusion que les pores de Ia matrice argileuse au seinde laquelle sont baignés les grains de limon. D'après laporosimétrie, l'accès à ces pores à un rayon de 0,45 pm.L'échantillon compacté à l'optimum a une courbe inter-médiaire entre les deux précédentes. Une seule familleest apparente, comparable à la porosité intra-agrégatsde l'échantillon sec, mais une partie non négligeable dela porosité totale (40 %) est mal classée, avec des dia-mètres variant entre 0,5 et 50 pm. Cette caractéristiquepeut être associée à un certain désordre, qu'on observe--. ^,OO sur Ia photo de la figure 5b.\ tt t

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0.01 0.10 1.00 10.00 100.00Rayon d'entrée de pore

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0.01 0.10 1.00 10.00Rayon d'entrée de pore (microns)

,ilti.ir{,{i,1ffii,W,#,?f,#ri,.W.,W C o u rb e s p o r o s i m é tri qu e s d uJossigny compacté (Delage et aI.Pore size distribution curves of theJossigny silt (Delage et al.1996).

14

25

du limon de

ctl

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100.00

limon de1ee6).compacted

Ces résultats, qui montrent que le modèle théoriquede Lambe (1958-a) mérite d'être reconsidéré à lalumière d'observations directes, permettent un certainnombre de considérations d'ordres mécanique ethydraulique. Ils confirment les observations de Lambe(1958-b) montrant, à l'aide d'essais de perméabilité suréchantillons compactés puis inondés, que la perméabi-lité du sol compacté du côté sec est supérieure à celledu sol côté humide, du fait de la présence de pores plusgrands entre les agrégats, avec une diminution de deuxordres de grandeur du coefficient de perméabilité ensaturé d'une argile sableuse (10- 7 à 10-, m/s) entre unpoint situé du côté sec (w = 12 %, poS.-63 %) et du côté humide (1S u/o, 1,,95 Mg/m3,S, = 95%) de l'optimum Proctor (1 4 %, 1,98 Mg/mt,s. = 92%).La valeur de 10-e m/s est atteinte à partird'une teneur en eau woot + 1 (w = 15 "Â),la perméabilité

REVUE FRANÇAIsE or cÉorecHNteuEN'993e trimestre 2000

restant approximativement constante à cette valeurpour tous les points de Ia courbe Proctor qui longel'hyperbole. Ces tendances ont été confirmées par Gar-cia-Bengochea et al. (1,978), Juang et Holtz (1985), quiont intégré des écoulements de type Poiseuille dans dif-férents modètes de milieux poreux basés sur lescourbes porosimétriques. L'effet de ia porosité inter-agrégats se fait clairement sentir. Si l'on considère queles pores emplis d'eau sont Ies pores de plus petitesdimensions, on voit que du côté sec de I'optimum, avecun degré de saturation de 60 o/o, seuls les agrégats sonthydratés, Ies pores intergranulaires étant emplis d'air.Les observations microstructurales précédentes mon-trent également que l'échantillon humide doit avoir uncomporlement proche de celui d'un soi fin, du fait dela prédominance volumique de la phase argiieusehydratée. Dans une telle microstructure, la quantitéd'air, qui correspond ici à un degré de saturation de86o/", se trouve sous forme de bulles occluses, qui sontdifficiles à expulser par compression, du fait deI'absence de connexions entre elles. C'est ainsi qu'il estimpossible, à teneur en eau constante, d'atteindre parcompactage l'état saturé. Le parallélisme entre labranche humide de la courbe Proctor et I'hyperbole desaturation est à relier à ce degré de saturation résiduelen air.

C'est dans ce type de microstructure que s'initie lagénération des surpressions interstitielles, par com-pression des bulles d'air occluses, jusqu'à atteindre unevaleur positive de la pression d'eau. Une autre consé-quence de cette situation observée lors de la réalisationdes ouwages est Ie matelassage : le passage de I'enginde compactage comprime élastiquement les bullescontenues dans le sol, qui reprennent leur volume ini-tial après le passage de l'engin.

D'un point de vue mécanique, le sol compacté secaura un comportement de type granulaire frottant,alors que le sol compacté humide comporte unematrice argileuse, qui jouera un rôle de lubrifiant, avecun frottement macroscopique dit a intergranulaire >

plus faible. Du fait de l'absence de la classe de poresintergranulaire et de la plus grande densité qui enrésulte, l'échantillon compacté à l'optimum Proctoraura, une fois saturé, les meilleures caractéristiquesmécaniques, tant en termes de déformabilité que derésistance maximale.

A l'échelle microscopique, ces observations confir-ment Ie mécanisme observé sur chantier lors de Ia miseen ceuwe de massifs de sol compacté : un sol plus secsera constitué de mottes plus rigides et plus résistantes,dont il restera une trace après le passage de l'engin decompactage. Les vides d'air entre les mottes pouruontsubsister, mais pourront engendrer des tassements dif-férés lors de la première mise en eau d'un barrage oulors de redistributions d'eau dues à Ia capillarité etéventuellement alimentées par la nappe. Inversement,un sol compacté humide paraît plus malléable et for-mera après le passage de l'engin un massif pluscontinu et déformable; dans les massifs compactésdestinés à assurer des fonctions d'imperméabilité (bar-rages en terre, tapis imperméables pour le confinementde déchets), on favorise Ie pétrissage (Kouassi et al.,2000), qui augmente le degré de destruction des agré-gats, par l'utilisation de compacteur à pieds dameursou à pieds de mouton, ce qui permet de réduire encoreplus la perméabilité.

L'optimum Proctor se retrouve ainsi être la teneuren eau pour laquelle les mottes ne sont pas trop mal-

léables, mais également pas trop rigides pour pouvoirêtre cassées en favorisant l'expulsion de l'air lors dupassage de l'engin, er conférant au matériau une den-sité macroscopique maximale . La figure B (Cabot et LeBihan, 1993) décrit ce phénomène au niveau macrosco-pique, en montrant l'influence de la teneur en eau et del'énergie de compactage sur la constitution du maté-riau compacté. Ces notions de microstructure des solscompactés ont été utilisées dans la pratique pour Ia réa-lisation d'écrans étanches ou de revêtements imper-méables pour les lacs artificiels ou les dépôts dedéchets liquides ou solides (Auvinet et Espinoza, L979 ;

Benson et Daniel, 1990).

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i:lïiÏltiïiiifîHifirifi#æ*g;i+ï Évolution de la structure d'une argilecompactée en fonction de la teneur en eauet de l'énergie de compactage (Cabot et LeBihan, 1993).Changes in the structure of a compacted clay, as

a function of the water content and density(Cabot et Le Bihan 1993).

23REVUE FRANçAIsE or cÉorrcHNreuE

N" 923e trimestre 2000

EMicrostructureet compression vol umiq ue

L'évolution de la microstructure d'un sol compactédu côté sec peut être observée en utilisant les résultatsde Sridharan et al. (1,971), qui ont réalisé des essaisporosimétriques sur des échantillons compactés à lamême teneur en eau, mais à des indices des videsdécroissants obtenus en appliquant des contraintes decompactage de plus en plus fortes. on observe sur lafigure 9 que la diminution de volume se fait par l'écra-sement des plus gros pores emplis d'air, une contraintede plus en plus forte affectant des pores de plus en pluspetits. Ce phénomène a déjà été observé sur des argilesmolles saturées (Delage et Lefebvre 1984). Il expliqueégalement le fait que le tassement des sols non saturés,où l'air est continu, se fait quasi instantanément parexpulsion et compressibilité immédiate de l'air, et réor-ganisation locale des ménisques d'eâu, sans aucuntransfert liquide.

apres un essai d'une semaine montre une diminution dela teneur en eau du sol inférieure à 0,5 point. Après Iaphase initiale de tassement instantané,les courbes de lafigure 11 ont une allure linéaire en fonction du loga-rithme du temps, ce qui montre que le fluage des solsnon saturés à teneur en eau constante obéit aux mêmesrègles que la plupart des autres matériaux. Ces courbesmontrent également qu'un essai de compressibilité àteneur en eau constante peut être réalisé assez rapide-ment, puisqu'il n'est pas nécessaire d'attendre, commedans le cas saturé, la dissipation de surpressions inter-stitielles. I1 semble qu'une durée de l'ordre de30 minutes, analogue à celle adoptée par Muray ama etal. (1984) pour l'étude du fluage des sables, soit suffisantepour un incrément de chargement.

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

= 0.85

= 0.74

= 0.69

= 0.59

= 0.56

ctt,n\Eo\oËooL

oÂ- 1 échantlllon

2 réserve d'eau

3 membrane imperméable

4 plerre poreusie

5 graisse

6 élastique

7 polyéthylène transparent

:iil+ïiiliiii*:iiliiiriiiiiililiili:rruiig:litili Effet de la compression sur la porosimétried'une kaolinite compactée (Sridharan et aI.7e7 1).Effect of compression on the pore sizedistribution curve of a compacted kaolinite(Sridharan ef al. 1971).

Ce phénomène est illustré par les courbes de tasse-ment en fonction du temps obtenues en réalisant unessai de compression ædométrique à teneur en eauconstante sur un limon de Jossigny compacté. Ce ffied'essai est assez simple à réaliser dans un laboratoire demécanique des sols classique, pourvu que les précau-tions nécessaires pour lutter contre l'évaporation deI'eau soit prises , et qu'on utilise des pierres poreusessèches afin de ne pas modifier la teneur en eau du sol. Ilprésente l'intérêt de donner la compressibilité réelle dusol compacté, qui est très différente de celle qui seraitobtenue après saturation. Le dispositif idéal pour ce ffied'essai a été présenté par Yoshimi et Osterberg (1963).Une variante adaptable à des ædomètres classiques estillustrée en figure 10. il consiste à isoler l'éprouvette del'air ambiant par un film plastique reliant le piston à lacellule, et à saturer de vapeur deau I'ambiance à l'inté-rieur de la cellule ædométrique en y plaçant un petit

/.\ / -.a.0 A recipient empli d'eau. Un contrôle effectué avant et

L'TREVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIQUEN" 993e trimestre 9000

iiii*i*iiiitiiitUiiiiri*itffiii{:#titi: Cellule ædométrique pour essai à teneuren eau constante: 1) échantillon; Z)réserve d'eau ; 3) membrane imperméable;4) pierre poreuse ; 5) graisse ; 6) élastique ;7) film imperméable transparent.Oedometer cell used for constant water contenttests : 1) sample; 2) water reservoir; 3)impermeable membrâoe ; 4) porous stone ; 5)grease ; 6) o-rirg , 7) impermeable polythenefilm.

Dans leur étude de la compressibilité des sols com-pactés à teneur en eau constante, Yoshimi et Oster-berg (1963) ont mis en évidence un certain nombre detraits de comportement caractéristiques. En montrantque la cinétique du tassement était indépendante del'épaisseur de l'échantillon ædométrique, ils ontconfirmé l'absence de transfert d'eau au sein de]'éprouvette non saturée en cours de compression. Entestant à I'ædomètre un échantillon préalablementcompa cté statiquement à une contrainte connue, ilsont montré que l'échantillon gardait précisément lamémoire de sa contrainte de compactage. Ceci estillustré sur la figure 12 dans le cas d'une éprouvette delimon de Jossigny compacté à une teneur en eau de 22% et une densité de 15,6 kN/m3 en appliquant lors ducompactage statique une contrainte verticale maxi-male de 220 kPa . La forme de la courbe montre bienun comportement surconsolidé pseudo-élastique endessous de cette valeur , et normalement consolidéplastique au-dessus . La nature surconsolidée des solscompactés a été confirmée de manière plus approfon-

l|lE3Fa

0.01 0.10 1.00 10.00 100.00Diamètre d'entrée de pores (microns)

t (m in utes)

100 1000 500

t (m in utes)

1 000 1 500 2000

Oy(kPa)

50

100

Boo Eo#.coEoocDcUr{-.'

1 600

WCourbesdetassementenfonctiondutempslorsd,unessaiàteneureneauconstantesur(limon de Jossigny) : a) logarithmique; b) linéaire (w = 75,3 y", Ta= 16,1 kN/m3).

sol compacté

Settlement as a function of time, observed in a constant water content compression test on a compacted sample(Jossigny silt) : aJ logaritmic; b) linear (w = 15.5 %, yn = 16.1 kN/m3).

die dans un cadre élasto-plastique (Alons o et aI., 1990)en tenant compte également des aspects déviatoriquesdu comportement dans Cui et Delage (1996). Au seind'un remblai, il existe donc au niveau des couchessupérieures une épaisseur de sol comp acté ou lacontrainte verticale est inférieure à la contrainte decompactage, qui ne présentera que des tassementsfaibles correspondant à la zone surconsolidée définiesur la figure 1.2. Pour les couches situées à une plusgrande profondeur à partir de la surface du talus duremblai, le sol est comprimé à des niveaux decontrainte supérieure à celle qu'il a vécu lors du com-pactage, et il subira des tassements plus forts lors de la

Iilth

,FI ocomP = 220 kPa

il\

\

1\

\l'I

I \--\

mise en place {Ces couches supérieures. Il existe ainsiune épaisseur critique, de l'ordre de 11,5 m dans Ie casdu sol de Ia figure 12, au-delà de laquelle des défor-mations de tassement d'un ordre supérieur sont àattendre. Cette épaisseur a son importance en termesde générations de pressions interstitielles positives encours de construction, en particulier pour les ouwagesen terre (barrages, remblais) homogènes de hauteurcomprise entre 10 et 30 m.

La figure 13 montre I'effet conjugué de la teneur eneau et de la densité sur la compressibilité d'un sol com-pacté. On observe en comparant les courbes 1 et 2(poids volumiques secs voisins - 16,1 et 15,95 kN/m3 -et teneurs en eau de 16 et 18 % respectivement) qu'à

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Eq)U'U'(g

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12

14

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,riïiiill*ttitiitii;tiiiliiii*ffi ifi i*i*il

100 1000contrainte verticale (kPa)

Compression ædométrique d'un solcompacté (Iimon de Jossigny, w -- 22 o/o,

Tai

= 15,6 kN/m3) : mémoire de la contrainte dêcompactage (o.o-p = 22O kPa).Oedometer compression of a compacted soii(Jossigny silt, w - 22 %, yor = 15.6 kN/m3):memory of the compaction stress (o.o,,.o =220kPa).

100 1000contrainte ve rticale (kPa)

Effets de la teneur en eau etsur la compressibilité d'un(limon de Jossigny).Effects of water content and density on the com-pressibility of a compacted (soil Jossigny silt).1 T*, = 16.10 kN/m3, w = 16 "Â,2 y* = 15.95 kN/m3,w - 18 "/",3 T* = 16.55 kN/m3, w = 20%.

14

10

iiiii,!,iiiiijtiiittiiiiiiiiïiiliffi i*ifi -iïii

1 0000

de la densitésol compacté

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N" 923e trimestre 9000

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densité égale, le sol le plus humide est Ie plus compres-sible. La courbe 3 montre cependant que l'influence dela densité est prépondérante, puisque l'éprouvettecompactée à un poids volumique sec de L6,55 kN/m3 età une teneur en eau de 20 % est moins compressibleque les deux précédentes. On note également sur lafigure que le tassement instantané est d'autant plusfaible que la teneur en eau est élevée.

EComport ement vo I u m iquedes sols compactés

A côté de I'essai à teneur en eau constante décritprécédemment, deux autres types d'essais sont réali-sables sur une éprouvette de sol compacté (Fig. M). Leplus simple consiste à remouiller l'éprouvette sous unefaible contrainte, pour ensuite procéder à un essai decompression classique de l'éprouvette inondée. En fait,la condition de saturation totale n'est pas nécessaire-ment remplie lors de l'inondation, qui ramène enrevanche la valeur de la succion exactement à zêro. Despiégeages de bulles d'air peuvent faire en sorte que ledegré de saturation soit légèrement inférieur à 1,00 "/o,et cela se traduit par un tassement instantané lors desphases de chargement ædométrique, qui correspond àla compression des bulles d'air occluses. Par rapport àun chargement à teneur en eau constante, idéalementreprésenté en figure 1,4 (ab), le remouillage sous faiblecontrainte (ac) se traduit, dans le cas d'un sol non gon-flant considéré ici, par une légère augmentation devolume correspondant au relâchement de Ia succiondepuis sa valeur initiale s, juseu'à zéro. L'expériencemontre que la phase de compression qui suit (cd)engendrera toujours des déformations supérieures àcelles observées à teneur en eau constante. De nom-breux travaux expérimentaux ont montré que, sous unecontrainte donnée suffisamment élevée et pour un solnon gonflant, c'est à l'état saturé qu'est obtenu le plusfaible indice des vides d'un sol. Cette constatation est àla base de la méthode dite du double ædomètre déve-loppée par Jennings et Knight (1957) pour Ia détermi-nation du potentiel d'effondrement des sols.

Un troisième essai possible est l'essai à succioncontrôlée (ae), égale à la succion initiale de l'échantitloncompacté. Dans ce cas, Ies déformations observéessont plus faibles qu'à teneur en eau constante (Fig. 1,4aet b). A teneur en eau constante, l'échantillon com-primé se rapproche de la saturation et voit sa succiondécroître, ce qui correspond à un ramollissement. Lavaleur constante de la succion imposée par soncontrôle empêche un tel ramollissement, ca quiexplique une déformabilité moindre. La réalisation dece type d'essai est plus délicate. Le plus souvent, on uti-lise la technique dite de translation d'axe, dans laquelleun dispositif particulier dû à Richards (1941) permetd'appliquer au sein de l'échantillon une contre-pressiond'air ua positive tout en maintenant la pression d'eau u*égale à ta pression atmosphérique, prise conventionlnellement pour nulle. On obtient bien ainsi une condi-tion de succion o - r.ta- uw positive et égale à la valeurde la pression d'air imposée. Barden et al. (1969) pré-sentent de tels essais ædométriques à succion contrô-lée. Une autre technique consiste à mettre le sol aucontact d'une membrane semi-perméable derrièrelaquelle circule une solution aqueuse de molécules de

polyéthylène glycol (PEG) de grandes dimensions (Kas-siff et Ben Shalom,1971,; Delage et aI., 1.987). Comme lamembrane est perméable à l'eau mais ne laisse paspasser les molécules, elle permet l'application d'unesuccion osmotique d'autant plus élevée que la concen-tration en PEG est forte. On a récemment pu étendre Iagamme d'application de cette technique à des succionsde l'ordre de 10 MPa (Delage et aI., 1.998).L'intérêt desessais à succion contrôlée est fondamental, dans Iamesure où il permet l'investigation séparée des effetsrespectifs des deux variables de contraintes utilisées enmécanique des sols non saturés, qui sont la contraintemoyenne totale nette p - uu, et la succion ua - u* (Cole-man 1,962, Fredlund et Morgenstern 1977). Une der-nière remarque concernant les essais ædométriques àsuccion contrôlée concerne le mode de chargement.L'utilisation classique d'ædomètres avec chargementrapide et doublement de la charge à chaque incréments'est en fait révélée inadaptée pour les sols non saturés.Pour les sols saturés, ce type de chargement corres-pond à un chargement progressif du squelette, quiintervient lors de la dissipation des pressions intersti-tielles. Pour un sol non saturé, il s'agit au contraire d'unmode brutal, qui se traduit par un tassement instan-tané, une expulsion d'air et une diminution soudaine dela succion, qui est ensuite ramenée à sa valeur initialepar le système de contrôle. L'expérience a montré quecette régulation pouvait nécessiter une dizaine d'heures(Delage et De Silva, 1993). Il convient donc d'adopterun mode de chargement lent de type essai drainé, afinqu'en tout instant la variation de succion engendréepar la compression soit régulée par le système, et ainsimaintenue à la valeur souhaitée (Cui et Delage, 1996).Il est donc préférable de réaliser les essais de compres-sion ædométrique à succion contrôlée à vitesseconstante lente (2 pm par minute) sur une pressetriaxiale. Un tel essai ne dure en fait qu'une journé e, cequi est intéressant par rapport à la procédure classique.

occlus)

ifif;ffiç:fr*fi#iç{iT$$iffiififiii.f; Divers types d'essais de compres sionréalisables sur un sol compacté (à degré desaturation croissant).Various possible compression tests on acompacted soil (degree of saturationincreasirg).

Comme on l'a vu, les différentes réponses possiblesd'un sol compacté sont représentées en figure 14. Lesdifférents indices des vides obtenus sous la contrainteo (points e, b, d) selon le chemin suivi (ae : succionconstante, ab teneur en eau constante et acd : inonda-tion et compression à succion nulle) permettent d'intro-duire le phénomène d'effondrement, qui se produitquand la succion est réduite à zéro par inondation sousune charge o constante, à partir des points e ou b. Cette

26REVUE FRANçAISE DE GÉOTECHNIQUEN. gg

3e trimestre 2000

diminution de succion des échantillons en e ou bengendre un tassement qui aboutit au point d de lacourbe de compression à succion nulle.

Par ailleurs, on observe qu'aux fortes contraintes,les deux courbes à teneur et succion constante finissentpar rejoindre la courbe saturée. En d'autres termes, lacontrainte est toujours capable d'atteindre un niveau àpartir duquel son action est prépondérante par rapportà celui de la succion, que celle-ci soit constante ou non.Cette intersection correspond, dans le cas de laconstruction des barrages, au début de la générationdes pressions interstitielles positives.

II est possible de représenter les courbes de la figure14 dans un diagramme indice des vides - contraintenetfe en utilisant la succion comme troisième variable.On obtient alors la représentation graphique en troisdimensions de la figure 15, qui n'est autre que Ia sur-face d'état définie par Matyas et Radhakrishna (1968).Ces auteurs ont réalisé de nombreux essais suivants dif-férents chemins de contrainte et de succion sur un solcompacté, et ils ont montré que, dans des conditions dedegré de saturation croissante, les points obtenus expé-rimentalement se situaient tous sur cette surface. Lesessais correspondant étaient réalisés soit par charge-ment à succion constante, soit par remouillage souscontrainte constante. Comme on l'a vu, les essais àteneur en eau constante sont également situés sur cettesurface. Cette notion de surface d'état constitue en faitla première modélisation publiée capable de décrire, enconditions de saturation croissante, les variations volu-miques d'un sol compacté en fonction des changementsde contrainte et de succion. La première implantationde ce concept dans un code de calcul aux éléments finispour la modélisation des barrages en terre est due àAlonso et aI. (1988). Cette notion est également utiliséedans le code U-Dam (Nanda et a1.,1993), qui sera décritdans un article suivant. On observe qu'il existe une sur-face d'état unique pour une densité et une teneur en eauinitiales données, et on a vu que les variations de den-sité ont une influence importante sur les propriétés decompressibilité des sols non compactés. Idéalement,une grande dispersion des densités au sein d'unouwage dewait inciter à étudier leur effet sur la formede la surface d'état.

mise à succion nulles=0 cornpression à

succion s constante

uo -u*

teneur en eauconstante

effondrementau remouillage

)/compressionà succion nulle

',W Surface d'état d'un sol compacté (d'aprèsMatyas et Radhakrishna, 1968).State surface of a compacted soil (after Matyaset Radhakrishna, 1968).

ERésistan ce au cisaillement

Les résultats de la figure 16, obtenus avec un appa-reil triaxial à succion contrôlée par un dispositif osmo-tique (Delage et a1.,1.987), illustrent les aspects déviato-riques du ramollissement dû à la diminution de lasuccion, autant en termes de module de cisaillementque de résistance maximale. Ils montrent comment,sous un état de contrainte totale constant, une diminu-tion de succion due à un remouillage intervenant soitlors de la construction d'un ouwage en terre, soit lorsde sa mise en eau s'il s'agit d'un barrage, peut engen-drer des déformations de distorsion et des redistribu-tions de contrainte non négligeables.

'rw Essais triaxiaux à succion contrôlée sur unlimon compacté (limon de Jossigny, Delageet aI., 1987).Suction controlled triaxial shear tests on acompacted silt (Jossigny silt, Delage et al.,1,987).

L'incidence de Ia succion sur la cohésion et l'anglede frottement est moins claire et semble dépendre dutype de sol considéré, comme le montre la figure 17(Delage et Graham, 1995) qui regroupe des résultatsobtenus sur divers sols : Loess compacté de TroisRivières (Maâtouk et aI.. 1995, triangles retournés),argiles de Guadalix et de Madrid (Escario et Saez, 1986,carrés et triangles respectivement), et lirnon de Jossi-gny (Delage et aI., 1987, losanges). Sur la figure, lespoints représentatifs de l'angle de frotternent (axe desordonnées de gauche) sont en noir, et ceux représen-tant la cohésion (axe des ordonnées de droite) en<blanc )). Dans tous les cas, une succion croissanteengendre une augmentation de la résistance méca-nique du sol, qui se fait toujours par augmentation de lacohésion à partir de valeurs proches de zéro; l'obser-vation de Ia figure montre que cette augmentation estanalogue pour les deux argiles et le limon : uoe succionde 100 kPa donne une cohésion de l'ordre de 100 kPa,et une succion de 600 kPa donne une cohésion del'ordre de 200 kPa. L'augmentation de cohésion estbien plus forte pour Ie loess de Trois Rivières. Cetteaugmentation peut s'interpréter comme le renforce-ment de liens de cimentation entre les particules ou lesagrégats de particules ; dans les sols fins, ce lien inter-agrégats est constitué d'argile hydratée qui colle lesagrégats entre eux, est dont la force augmente avec lasuccion.

27REVUE FRANçAIsE or cÉorecuNteuE

N. gg

3e trimestre 2000

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En revanche, l'angle de frottement peut croître légè-rement, comme dans Ie cas de l'argile grise de Guada-lix, être sensiblement constant (argile de Madrid), oudécroître (limon de Jossigny et loess de Trois Rivières).Pour un même sol,, l'observation des photos de la figure5 semble confirmer que des réponses foncièrement dif-férentes puissent être obtenues avec des caractéris-tiques de compactage différentes.

3 RIVIERES

ANGLE DE FROTTEMENT

ÏROIS RIVIERES

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COHESION

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100

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i-it?tîiiti,iiiiiiiiilijiijli;t11:*ffi1r41tfl11tii: Propri".::::T::,'.e au cisaillement dedivers sols (d'après Delage et Graham,1995).Shear strength properties of various soils (afterDelage et Graham, 1995).

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- Un certain nombre de concepts de la mécaniquedes sols non saturés ont été développés pour permet[reune meilleure compréhension des phénomènes inter-venant dans le comportement des sols compactés, etdonc des ouvrages en remblai. Ce lien avec la méca-nique des sols non saturés est assez rarement fait dansla pratique, alors qu'il facilite la compréhension dufonctionnement des ouvrages en terre. Le paramètreimportant pris en compte est la succion de l'eau inter-stitielle et ses variations, qu'on associe au diagrammede compactage. La microstructure des sols compactésest décrite,, et les grands traits déjà observés surd'autres sols sont vérifiés pour le limon de Jossigny,avec une structure en agrégats du côté sec, et unestructure matricielle du côté humide. Les réponses encompression des sols compactés sous diverses condi-tions sont décrites, et permettent d'aboutir à la notionde surface d'état, qui constitue une première modélisa-tion assez simple du comportement volumique des solscompactés sous des variations décroissantes du degréde saturation. En termes de résistance au cisaillement,les quelques données expérimentales actuellement dis-ponibles montrent que le sol se renforce quand la suc-cion augmente et qu'il sèche, par une augmentation decohésion. En revanche, Ie sens des variations de l'anglede frottement varie selon la nature du sol, et probable-ment ses paramètres de compactage, densité et teneuren eau. Ici, des investigations expérimentales sontnécessaires pour éclairer davantage un point finale-ment encore assez mal connu. Les traits de comporte-ment décrits dans cet article permettent d'aboutir à unemodélisation simplifiée du comportement des ouwagesen remblai,, qui sera abordée dans une prochainepublication.

Conclusion

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Annexei contrainte de Bishop

L'expression de la contrainte ( effective I de Bishopest la suivante :

o' (o - uu) + N(uu- u*) (3)

y étant un paramètre compris entre 0 et 1., éga| à 0 pourun sol sec (on a alors 6' = (o - ur)) et à 1 pour un solsaturé (on a alors o'= (o - u-)). On voit que lors duremouillage d'un sol non gonflant (succion décrois-sante) , 6' décroît car N est positif. Si le concept étaitvalide, le sol dewait gonfler, or il diminue de volumedu fait de l'effondrement (Jennings et Burland 1962).

9qREVUE FRANçAISE DE GËOTECHNIQU