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Comportement mecanique diun limon non sature

COMPORTEMENT MÉCANIQUE DIUN LIMON NON SATURÉ ÉTUDE EXPÉRIMENTALE ET MODÉLISATION CONSTITUTIVE POUR L'OBTENTION DU GRADE DE DOCTEUR ÈS SCIENCES TECHNIQUES PAR Françoise GEISER Ingénieur civil diplômée EPF originaire de Langenthal BE acceptée sur proposition du jury Prof L Vulliet directeur de thèse Dr P Delage rapporteur Prof C S Desai rapporteur Prof F Frey rapporteur Dr L Laloui rapporteur Dr R Marche rapporteur Lausanne EPFL CTABLEDSES MAT- TABLEDSES MATIERES i Résumé Abstract ii Notations Introduction Cadre général de la thèse Contribution de la thèse Organisationdu mémoire Etat des connaissances sur les sols non saturés Introduction à la physique des sols non saturés Dé ?ni ti on de la succion Les états du sol Répartition des phases dans un matériau polyphasique Dé ?nition de la non saturation Comportement mécanique des sols non saturés Existence d'un domaine saturé à succion non nulle Evolution de la compre sib htyédrique Hystérèse hydrique Evolution de la compressibilité mécanique Evolution de la pression de préconsolidation E ?ondrement Comportement élastique évolution de la rigidité Comportement déviatoire résistance à l'état de pic Fragilisation Comportement déviatoire évolution de la variation de volume Etat critique Conclusion - Modélisation constitutivedes sols non saturés Modélisation en contraintee ?ective Modélisation à l'aide de deux contraintes indépendantes Approche thermodynamiqueputter Laloui Vulliet Approche énergétique Houlsby Conclusions C Modèles élasto- plastiques Etat de l'art expérimental Imposition de la succion par surpression d'air Méthode osmotique Autres procédés Conclusion et apport de la thèse Approche expérimentale Techniques Expérimentales Procédures expérimentales Marmite Essais oedométriques Essais triaxiaux Mesure de volume dans les essais triaxiaux Mesure des variations de volume d'une cellule standard Mesure des variations de volume d'une cellule à double paroi Mesure des variations de volume d'une cellule avec paroi interne Mesure du volume d'air de l'échantillon avec un contrôleur à air Avec un contrôleur à eau et air Capteurs à e ?et Hall Mesures au laser Analyse d'images Conclusion sur les di ?érentes méthodes D es cnG prtia onnuldoumse oml e Préparation des échantillons Programme expérimental Conclusion Comportementsaturé Résultats expérimentaux bruts Comportement déviatoire Essais maxiaux sur échantillons secs Comportementisotropeet oedométrique Comportement au uage CTABLEDSES MATIÈRES III Evaluation des paramètres élastiques Etat cn h que Comportement déviatoire - Comportement volumique - Surface de charge Procédure de détermination de la surface de charge Détermination de la surface de charge Comparaison de la forme de la surface de charge avec des formulations classiques Conclusion Comportement non saturé Comportementisotrope en sollicitationhydrique Marmite ou plaque tensiométrique Chemins hydriques dessaturations liés aux essais maxiaux ECsosmaipsooretedmomene ttins qoutreosp e e n s o l l i c i t a t i o n m é c a n i q u e Evolution des compressibilités et des pressions de préconsolidation avec la succion Comportement déviatoire appareil triaxial Essais drainés Résultats expérimentaux bruts Analyse du comportementnon saturé drainé Essai s a teneur en eau constante Interprétation complémentaire des essais In uence des contraintes mécaniques sur les courbes hydrique Comparaison des compressibilitésmécanique saturée et hydrique Evolution des paramètres élastiques avec la succion Evolution de l'état de