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République Algérienne Démocratique Et Populaire Université Mohamed Chérif Messa

République Algérienne Démocratique Et Populaire Université Mohamed Chérif Messaadia Souk Aras Master 01 Géotechnique Exposé réalisée par : Comportement tridimensionnel des sable: Comparaison d’essais véritablement triaxiaux et d’essais Sur cylindre creux PLAN DE TRAVAILLE Introduction Première partie: Les Sables naturels Deuxième partie La presse tridimensionnelle de Grenoble Cylindre creux de Cleveland Comparaisons des résultats d'essais Comparaison d'essais isotropes Comparaison des résultats Sable d’HOSTUN Conclusion INTRODUCTION:  Un programme de recherche mené en parallèle entre l'institut de mécanique de grenoble et l'université de cleveland a permis d'étudier le comportement de deux sables fins à l'aide de deux appareils différents: une presse 3D à face rigide et un appareil de compression-torsion sur cylindre creux. Nous présentons dans cet article les résultats obtenus sur chemin isotrope et sur une série de chemins radiaux (b = cte). La méthode de comparaison mise en œuvre consiste, à partir des résultats expérimentaux obtenus sur la presse 3D, à calculer les grandeurs mesurées au cylindre creux. La comparaison des essais isotropes se révèle délicate et les mesures ne deviennent semblables qu'après des corrections importantes dues à la pénétration de membrane; par contre on observe une bonne cohérence entre les essais radiaux réalisés sur les deux appareils. Première partie Les Sables naturels SABLES NATURELS : 1-Le sable : C'est un produit provenant de la désagrégation naturelle de la pierre siliceuse (quartz) et/ou du silex (silicium), Il se compose de grains meubles n'ayant aucune cohésion. La dimension des grains peut varier de 0,15 à 4,76 mm ; si le grain est plus petit que 0,6 mm parle de "sable fin" ; s'il atteint presque 1,2 mm "sable moyen" et s'il atteint enfin presque 4,76 mm, c'est le "gros sable" ; ce dernier ayant des grains de plus de 2 mm ressemble à du gravier fin, appelé alors "sable graveleux". 2- Les différents types de sable : ou en distingue : * Dans certaines rivières, où on le drague, ce sable s'appelle : sable de rivière ou sable fluvial, il est constitué de grains durs et arrondis ayant tous les calibres, il est très pur (lavé par l'eau). *Dans les sablonnières, d'où il faut l'extraire, ce sable s'appelle "sable de carrière" ; il a été entraîné par les cours d'eau aux temps primitifs, contenant des particules d'argile, le limon et des restes organiques. * En mer, où on le drague, ce sable s'appelle "sable de mer", il provient des roches sous-marines ou de falaises érodées ; il est préférable de rincer ce sable à l'eau douce car il contient des sels qui ne sont pas néfastes mais peuvent occasionner des efflorescences. * Dans les montagnes, le sable s'appelle "sable de feuilles", il a été emporté par le vent et s'est déposé contre les flancs des montagnes et des collines. Le grain de ce sable est très fin et de dimension régulière, ce qui donne lieu à un grand pourcentage de vides par conséquent, il ne pourra être utilisé qu'avec un mélange d'autres sortes de sable. 3- Qualités exigées : Le sable soit répondre aux exigences suivantes : * Il ne peut pas contenir d'impuretés : il doit être exemple d'argile, de limons, d'humus, d'éléments végétaux et de toutes autres p articules nocives. Le pourcentage d'impuretés ne peut excéder 3 %. Des essais de pureté de sable peuvent se faire sur chantier : a) Etaler du sable en le frottant sur un linge propre, après avoir enlevé le sable, il ne peut y avoir de souillure. b) Frotter du sable entre les doigts, il doit crisser dans la main et il ne peut y avoir des particules d'argile ou de boue collant aux doigts. c) Essai de lévigation : remplir à moitié un verre gradué avec une même quantité d'eau et de sable, bien agiter afin que toute l'argile et la boue soit en suspension. Laisser se reposer pendant tout un temps et l'épaisseur de la couche de boue donne une idée de la quantité d'impuretés. * La dimension et la composition des grains doivent être adaptées au travail : le sable est d'autant meilleur qu'il est composé de grains de dimension différentes ; les grains moyens bouchent les vides entre les plus gros et les très fins bouchent entre les moyens, on obtient ainsi une bonne consistance, et on prescrit les modules de finesse suivants : - Sable pour béton pour constructions : entre 3,40 et 1,40. - Sable pour béton maigre pour fondations : entre 3,40 et 0,90. - Sable pour mortier de maçonnerie : entre 1,70 et 0,90. - Sable pour mortier de carrelage : entre 1,70 et 0,90. - Sable pour plafonnage : entre 3,40 et 0,90. - Sable pour couche de fondation pour dallage : entre 2,50 et 0,90. 4 - Opportunité de mélanger diverses sortes de sable : Le mélange de plusieurs sables présente x grands avantages suivants : * En mélangeant du sable contenant de l'argile avec du sable n'en contenant pas, on obtient un sable non gras, donc utilisable. * Du sable n'ayant pas une bonne composition granulométrique peut être amélioré en y ajoutant du sable ayant des grains de calibres différents. 5 - Utilisation : Le sable d'employé lors de la préparation des mortiers, du béton et du béton armé. Son utilité est de réduire ce retrait et la fragilité du mortier causé par le liant. Lors de la préparation du béton, il améliore la densité et en facilité le travail ; de plus le sable est l'élément économique du mortier et du béton. Deuxième partie Comportement tridimensionnel des sable: Comparaison d’essais véritablement triaxiaux et d’essais Sur cylindre creux LA PRESSE TRIDIMENSIONNELLE DE GRENOBLE Cet appareil conçu et réalisé à l'lMG est particulièrement adapté à l'étude du comportement en grandes déformations des milieux pulvérulents , L'échantillon parallélépipédique est enfermé entre six faces rigides (fig. 1). Ses dimensions peuvent varier de 5 à 15 cm avec une vitesse maximale de 5 mm/min. Six moteurs électriques, synchronisés 2 à 2, permettent le contrôle cinématique de l'essai. L'échantillon, enveloppé dans une membrane en latex, de dimensions 100 x 100 x 100 mm3 et d'épaisseur 0,3 mm, est préparé en dehors de la machine dans un moule. Le matériau est soit damé soit vibré pour avoir des échantillons denses, ou déposé avec une hauteur de chute nulle pour avoir des échantillons lâches. Il est ensuite graissé et transporté vers la machine avec un vide intérieur pour éviter le remaniement. La graisse sert à éliminer les contraintes tangentielles parasites qui peuvent se développer à l'interface plaques-échantillon. En cours d'essai, trois capteurs de pression, noyés dans les plaques et insensibles aux contraintes tangentielles‘ mesurent directement les trois contraintes . Trois autres capteurs de type LVDT mesurent les dimensions de l'échantillon. A chaque mesure, on connaît donc: les trois valeurs principales de l'état de contrainte i et les trois valeurs principales de l'état de déformation i‘. Les difficultés rencontrées sont essentiellement de deux types: 1. Difficultés de préparation d'échantillons rigoureusement identiques, et difficultés de mise en place de l'échantillon sur la presse. 2. Apparition de la localisation de la déformation dans des bandes de cisaillement. Il y a alors perte de l'homogénéité et les mesures globales que nous enregistrons ne sont plus significatives. Signalons enfin que les régulations sur chaque direction sont indépendantes et peuvent être soit cinématiques (contrôle de la vitesse des moteurs) soit en contrainte par un asservissement de type analogique. CYLINDRE CREUX DE CLEVELAND A. Présentation de l'appareil La presse de compression-torsion de Cleveland a été un des premiers appareils de ce type utilisé pour l'étude du comportement des sols. L'échantillon a la forme d'un cylindre creux de dimensions H = 13 cm,  = 7,1 cm et <i= 5,1 cm. Il est préparé entre deux membranes cylindriques à l'aide d'un moule. Le mode de densification est identique à celui utilisé à Grenoble (damage ou vibration). La base de l'appareil est fixe et la tête (fig. 2) permet d'appliquer un effort axial (extension ou compression), et/ou un couple de torsion; l'asservissement de ces deux sollicitations est pneumatique. Un système de drainage permet la mesure des pressions interstitielles (essais non drainés) ou des variations de volume (essais drainés). L'ensemble est placé dans une cellule triaxiale classique qui assure une pression de confinement identique à l'intérieur et à l'extérieur du cylindre. En cours d'essai, les quantités mesurées sont les suivantes: la déformation axiale, la rotation de tête, la variation de volume (essai drainé), la pression de confinement, l'effort axial et le couple de torsion. COMPARAISONS DES RÉSULTATS D'ESSAIS Nous nous proposons dans ce paragraphe de comparer les résultats d'essais obtenus sur la presse 3D de l'IMG et sur le cylindre creux de Cleveland. Les essais réalisés sur ces deux appareils ne sont pas tous comparables: en effet, sur les presses tridimensionnelles, les axes principaux de contrainte (et de déformation) restent fixes et confondus avec les directions matérielles de la machine; alors qu'au cylindre creux, les directions principales dans le plan tangent du cylindre définies par: tg 2 = 2/ peuvent tourner en fonction de l'asservissement du rapport / uploads/Litterature/comportement-tridimensionnel-des-sable-comparaison-d-x27-essais-veritablement-triaxiaux-et-d-x27-essais-sur-cylindre-creux.pdf