Caractérisation des matériaux traités du matelas. Essais en centrifugeuse avec des matelas traités

Transcription

1 Caractérisation des matériaux traités du matelas Essais en centrifugeuse avec des matelas traités Umur Salih OKYAY Paris, le 04/10/2011 1

2 Ordre de la présentation Caractérisation des matériaux traités Préparation du sol Détermination de la formule de traitement Essais au laboratoire Essais en centrifugeuse (matériaux traités) Observations 2

3 Un chantier d inclusions rigides avec un matelas traité 3

4 Préparation du matériau : Limons de Goderville - 3 Tonnes SECHAGE CHAMBRE CLIMATIQUE CONCASSEUR HOMOGENEISATION 4

5 Caractérisation des massifs Sol cohérent : Limon de Goderville traité à la chaux et/ou au ciment F1 F2 F3 F4 Formules de traitement Limon + 3% Chaux Limon + 6% Ciment Limon + 2% Chaux + 3% Ciment Limon + 2% Chaux + 5% Ciment Essais de caractérisation Essais de résistance Compression Traction Cisaillement Flexion 250 essais à 7, 28, 90 et 350 jours 5

6 Essais de caractérisation et aptitude 6

7 Limons de Goderville Essais de résistance mécanique 7J 28J 90J 350J 7

8 Essais de flexion : 4 x 4 x 16 cm 8

9 Evolution de la cohésion F4 Ciment F2 Cohésion (kpa) F3 Chaux F Sol naturel Temps de cure (jours) 9

10 Evolution de l angle de frottement F4 Angle de frottement ( ) Sol naturel CimentF2 F3 Chaux F Temps de cure (jours) 10

11 Evolution du module de Young Module de Young (MPa) F4 F3 Ciment F2 Chaux F1 3% CaO 6% Ciment 2%CaO+3%Ciment 2%CaO+5%Ciment Temps (Jour) Chaux prise lente, évolution continue, résistance faible Ciment prise rapide, évolution stoppée à 28j résistance élevée 11

12 Résistance et comportement mécanique Contrainte axiale (MPa) 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 F4 Ciment F2 F3 Résistance faible ductile Résistance élevée, fragile Sol naturel 0,0 Chaux 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 F1 Déformation axiale (%) 12

13 Observations Chaux : Comportement ductile - Résistance faible Temps de cure important Ciment : Comportement fragile - Résistance élevée - Augmentation rapide des caracteristiques mécaniques dans le temps F1 F2 13

14 Fabrication des galettes du sol traité MALAXAGE TRAITEMENT COMPACTAGE COMPACTAGE STOKAGE TRANSPORTATION14

15 Campagne expérimentale en centrifugeuse 15

16 Dispositif expérimental en centrifugeuse 16

17 41 essais en centrifugeuse MODELE PROTOTYPE Diamètre : 25 mm Espacement : mm Epaisseur du matelas : mm 12 x g 20 x g Diamètre : cm Espacement : 1,2 4 m Epaisseur du matelas : cm Granulaires / cohérents 13 essais Remblai / dallage Chargement monotone / cyclique 17

18 ESSAI TYPE : Déroulement d un essai Déplacement vertical (mm) Descente du plateau Temps écoulé (min) xg - 20xg Fin de remplissage Fin de l essai Pression (kpa) 18

19 CAS DU DALLAGE MATELAS COHERENTS 13 ESSAIS 3 taux de recouvrement : 1,23% - 2,45% - 4,91% H / s : 0,18 0,35 H / D : 1,4 2,0 Surcharge : kpa 19

20 Evolution de l efficacité avec un matelas cohérent traité à la chaux (α = 1,23%) Efficacité normalisée (%) E max = 100 % E = 85 % E = 86 % E > 85% E31 - H/s = 0,25 E32 - H/s = 0,18 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 Ratio Tassement / Diamètre ( z/d) 20

21 Evolution de l efficacité avec un matelas cohérent traité au ciment (α = 1,23%) 100 Efficacité normalisée (%) E > 90% E33 - H/s = 0,18 E34 - H/s = 0, Ratio Tassement / Diamètre ( z/d) 21

22 Mécanismes de rupture : Observations après l essai 22

23 Mécanismes de rupture : Têtes coniques et angles rupture 23

24 Mécanismes de rupture : Zones de faiblesse et interfaces de décollement Surfaces de rupture sur les chapiteaux en tête des inclusions rigides Décollement entre les couches de compactage 24

25 CONCLUSIONS Chaux : comportement mécanique souple et radoucissant L efficacité augmente progressivement Les contraintes sont réparties entre les inclusions rigides et le sol compressible par flexion du matelas Ciment : comportement mécanique fragile et cassant L efficacité augmente rapidement Comme une dalle sur les têtes des inclusions rigides 25

26 CONCLUSIONS E > 85% après la rupture Le matelas de faible hauteur se fissure et se détruit plus facilement qu un matelas épais. Malaxage et compactage 26

27 Fin de la présentation. Merci pour votre attention. 27

28 28

29 Cycles de chargement / déchargement z/d = 0,52 Force (N) monotone z/d = 0,15 z/d = 0,28 cyclique Temps écoulé (min) 29

30 Cycles de chargement / déchargement Force (N) E28 E29 monotone cyclique 0 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 Ratio Tassement / Diamètre ( z/d) 30