Essais de sols INTRODUCTION

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1 Essais de sols INTRODUCTION Dans tous les secteurs du Génie Civil et en particulier en mécanique des sols, l ingénieur s assure que, lors de la phase de conception, l analyse des propriétés du sol soit en corrélation avec la fondation et la structure. Sur la base de procédures mettant en œuvre la prise d échantillons, l examen et les essais, l ingénieur pourra reproduire un modèle proche de la situation effective. Ces dernières années ont permis un apport significatif aux analyses expérimentales par des procédures d essais plus sophistiquées réactualisant de nombreuses normes d essais internationales et publications de manuels et procédures d essais. WYKEHAM FARRANCE est historiquement l un des plus anciens fabricants mondiaux de matériels d essais en Géotechnique. Cette marque a toujours été synonyme de qualité et haut niveau technologique. Une forte collaboration avec les plus importantes Universités en Europe garantit une source d idées innovantes pour le développement de matériels et de nouvelles techniques d essais. WYKEHAM FARRANCE avait été fondé en 1941 par Geoff Wykeham et Geoff Farrance. Cette société a intégré le Groupe CONTROLS pour en constituer la Division Géotechnique. La synergie de cette alliance et le réseau international de filiales et de distributeurs garantit un service efficace aux clients s étendant du conseil à la mise en service, la formation et à la maintenance pour tout type de laboratoire. 60

2 Essais de sols Sommaire Consolidation Oedomètres à chargement frontal Appareil de consolidation en continu Consolidation hydraulique Cisaillement direct Machines d essais de cisaillement Machine de cisaillement «grand modèle» Scissomètre de laboratoire Machine de cisaillement annulaire Essais triaxiaux/perméabilité Essais triaxiaux Presses triaxiales et accessoires Cellules triaxiales et accessoires Capteurs de mesure sur éprouvette Systèmes de mise en pression Désaération d eau Changement de volume et compresseur Mesure de pression interstitielle Consolidation d éprouvettes Cellules de perméabilité normales/sols contaminés Détermination de la perméabilité avec cellule triaxiale Essais non-saturés Contrainte effective/chemins de contrainte-triaxial Automatique AUTOTRIAX Unité d acquisition et de traitement Triaxial automatique. Configuration type Capteurs Géotechnique : Acquisition de données Géodatalog (avec logiciels DATACOM) Feuilles de calcul Capteurs électroniques Essais géotechniques évolués Triaxial cyclique dynamique/chemins de contrainte Cisaillement cyclique simple

3 26 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Consolidation.... Oedomètres à chargement frontal Introduction Cet essai détermine la vitesse et l amplitude de la consolidation d un sol lorsqu il est restreint latéralement et chargé axialement. Cette évaluation est indispensable pour l ingénieur géotechnique ou des Ponts et Chaussées. OEDOMÈTRES À CHARGEMENT FRONTAL qnormes BS 1377:5 / ASTM D2435, D3877, D4546 / AASHTO T216 / NF P , P / UNE , , / CEN-ISO/TS WF0302 Oedomètre à chargement frontal Description générale et spécifications L oedomètre est constitué d un bâti en alliage d aluminium rigide pour éviter toute distorsion sous charge. Le dispositif d application de la charge est monté sur roulements de précision et comporte 3 positions : 9:1, 10:1 et 11:1. Charge maximale avec rapport 11:1: 1848 kg correspondant à MPa (92.40 kgf/cm 2 ) sur un échantillon 20 cm 2 (Ø mm) b Dimensions: 500x200x750 mm (hauteur sans support x largeur x profondeur) a Poids: 21 kg - Conception compacte et robuste - 3 rapports de bras de levier - Vérin à vis support CELLULES DE CONSOLIDATION À ANNEAU FIXE ET DE PERMÉABILITÉ Description générale et spécifications Les cellules à anneau fixe sont ouvertes, permettant la saturation de l échantillon, tandis que, pour les cellules de perméabilité, l échantillon et l eau de saturation sont isolés de l atmosphère. Complètes avec réservoir, connexion, pierres poreuses supérieure et inférieure, dispositif de chargement et trousse coupante inox. Trois oedomètres 26-WF0302, avec cellules, capteurs (1) de déplacement électroniques 30-WF6207 et banc de consolidation 26-WF0312. (1) En variante de comparateurs mécaniques, pour connexion à un système d acquisition et de traitement de données. N O T E L oedomètre est fourni sans comparateur (ou capteur de déplacement), ni cellule de consolidation et poids qui doivent être commandés séparément. Voir cellules de consolidation et accessoires page suivante. 26-WF WF0337 Accessoires z 26-WF0338/A Dispositif de perméabilité avec burette graduée 50 ml. Complet avec fixation, support et tuyau caoutchouc pour connexion cellule. Poids 4 kg z 30-WF6401 Comparateur, course 10 mm x mm, rotation antihoraire z 26-WF0312 Banc de consolidation pour maxi. 3 oedomètres. Complet avec boulons de fixation. 26-WF0338/A monté sur 26-WF0302 avec 26-WF

4 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Consolidation Oedomètres à chargement frontal 26 CELLULES DE CONSOLIDATION Anneau fixe Perméabilité Eprouvette Eprouvette Eprouvette Dim. Cellule Poids z Code z Code dia. surface épaisseur dia. x haut. cellule 26-WF WF mm 20 cm 2 20 mm 139x74 mm 1.3 kg 26-WF WF mm cm 2 20 mm 139x74 mm 1.3 kg 26-WF WF mm 40 cm 2 20 mm 139x74 mm 1.3 kg 26-WF WF mm cm 2 20 mm 139x74 mm 1.3 kg 26-WF WF mm 100 cm 2 25 mm 200x74 mm 3.0 kg Pièces de rechange Cellules 26-WF WF WF WF WF WF WF WF WF WF0337 Taille 20 cm cm 2 40 cm cm cm 2 Pierre poreuse supérieure 26-WF0320/4 26-WF0321/4 26-WF0325/4 26-WF0326/4 26-WF0335/4 Pierre poreuse inférieure 26-WF0325/10 26-WF0326/10 26-WF0325/10 26-WF0326/10 26-WF0335/10 Trousse coupante 26-WF0320/3 26-WF0321/3 26-WF0325/3 26-WF0326/3 26-WF0335/3 Accessoires Disque étalon 26-WF0320/9 26-WF0321/9 26-WF0325/9 26-WF0326/9 26-WF0335/9 MASSES - PRESSION Cellule modèle 26-WF WF WF WF WF WF WF WF WF WF0337 Rapport(1) 1:10 1:11 1:10 1:9 1:10 Pression maxi. 32 kg/cm 2 64 kg/cm 2 20 t/ft 2 40 t/ft 2 16 kg/cm 2 32 kg/cm 2 16 kg/cm 2 32 kg/cm 2 8 kg/cm 2 16 kg/cm 2 Jeu de poids 26- WF0230/C2 WF0230/C2 WF0230/C2 WF0230/C2 WF0230/C2 WF0230/C2 WF0230/D2 WF0230/D2 WF0230/D2 WF0230/D2 Poids additionnel x WF0275/A - 8 x WF0275/A - 8 x WF0275/A - 8 x WF0277/A - 8 x WF0277/A Poids total kg (1) Position du dispositif d application de la charge sur l oedomètre MASSES FENDUES EN ACIER z Code Poids 27-WF0270/A kg 27-WF0271/A kg 27-WF0272/A 1 kg 27-WF0273/A 2 kg 27-WF0274/A 4 kg 27-WF0275/A 8 kg 27-WF0276/A 5 kg 27-WF0277/A 10 kg Masses fendues en acier JEUX DE POIDS 26-WF0230/C2 incluant 26-WF0230/D2 incluant 2x0.250 kg 2x0.250 kg 1x0.500 kg 3x0.500 kg 1x1 kg 1x1 kg 1x2 kg 1x2 kg 1x4 kg - 7x8 kg - - 3x5 kg - 6x10 kg Total 64 kg Total 80 kg Accessoires pour acquisition et traitement de données z 30-WF6016 GEODATALOG, Unité d acquisition à 16 canaux, V, Hz, 1ph. livrée avec logiciel DATACOMM pour transfert sur PC (description en page 116) z 30-WF6016/T1 Feuille de calcul pour essai oedométrique z 30-WF6207 Capteur de déplacement potentiométrique, course 10 mm z 30-WF6042 Câble de connexion 6 m pour capteur z 30-WF6044 Câble de connexion 12 m pour capteur GEODATALOG 30-WF

5 26 Géotechnique : Consolidation.... Consolidation en continu ESSAIS DE SOL CONSOLIDATION EN CONTINU q NORME ASTM D WF0360 Appareillage pour consolidation en continu CRS* * CRS = Constant Rate of Strain Avantages - Acquisition en continu des paramètres d essai (charge axiale, pression interstitielle, compression axiale) et tracé complet de la courbe de consolidation - Temps d essai relativement court (moins que la moitié d un essai traditionnel à incrémentation de charge) - Précision accrue et évaluation plus fiable des paramètres de consolidation et de compressibilité - Indiqué particulièrement pour sols cohésifs saturés. Spécifications 26-WF0360 avec accessoires Caractéristiques Dimensions de l éprouvette: 25.4x63.5 mm (hxdia.) Pression maxi: 1700 kpa Charge maxi: 50 kn Hauteur maxi: 410 mm. Longueur maxi: 240 mm. a Poids: 10 kg Accessoires z 26-WF0360/1 Trousse coupante et accessoires pour préparation éprouvette CRS Diagrammes obtenus avec programme d acquisition de données. Accessoires pour traitement des données z 30-WF6016 GEODATALOG, Unité d acquisition à 16 canaux, V, 50-60Hz, 1ph, livrée avec logiciel DATACOMM pour transfert sur PC (description en page 116) z 30-WF6016/T6 Feuille de calcul pour consolidation CRS - Conçu pour réalisation d essais de consolidation en continu avec une presse triaxiale standard - Cellule à double chambre permettant l application de deux pressions d eau différentes et indépendantes - Mesure de la pression interstitielle à la base de l éprouvette avec un capteur de pression - Circuit de drainage connecté au sommet de l éprouvette pour consolidation - L ensemble devra être connecté à des équipements complémentaires et une unité d acquisition et de traitement (voir configuration complète ci-contre). CONFIGURATION D UN SYSTEME COMPLET z Code Description Qté 26-WF0360 Cellule de consolidation 1 28-WF0360/1 Trousse coupante et accessoires pour préparation de l éprouvette 1 28-WF0490 Tube nylon dia. 6x4 mm 1 28-WF4330 Panneau triaxial 2 voies 1 28-WF4330/2 Affichage digital pression pour 28-WF WF4320 Générateur de pression air/eau à membrane 2 28-WF4320/1 Membrane caoutchouc de rechange pour 28-WF WF4005 Presse triaxiale digitale 50 kn 1 28-WF4459 Bloc désaérateur 1 28-WF6301 Capteur de pression 0-20 bar 1 30-WF6207 Capteur de déplacement potentiométrique, course 10 mm 1 30-WF0375/1 Cellule de charge 50 kn 1 28-WF4220 Réservoir désaérateur 7 litres 1 28-WF0491/2 Piège à eau 1 28-WF4225 Panneau avec vannes d inversion pour réservoir désaérateur 1 28-WF2001 Pompe à vide portable 1 28-WF2064 Tuyau caoutchouc dia. 16.5x6.5mm 1 86-D2015 Compresseur de laboratoire 1 28-WF0490 Tube nylon dia. 6x4 mm 1 30-WF6016 GEODATALOG, Unité d acquisition 16 canaux 1 30-WF6016/T6 Feuille de calcul pour consolidation CRS 1 30-WF6044 Câble de connexion 12 m pour capteur 3 64

6 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Consolidation Consolidation hydraulique 26 Introduction Le système Hydrocon permet de collecter un maximum d informations quant au comportement de l éprouvette, en évitant de faire face à la complexité habituelle liée aux oedomètres hydrauliques. La pression interstitielle est mesurée avec un capteur de pression et le tassement vertical au moyen d un capteur de déformation. La pression cellulaire pourra également être mesurée si nécessaire avec un capteur de pression ou un manomètre. Le coefficient de consolidation peut être directement relevé à partir d essais à gradient constant sans faire appel à des courbes de correspondance. Le système Hydrocon étant du type consolidation confinée, il est possible de relever la pression interstitielle et la pression cellulaire durant l essai. Des estimations fiables de la perméabilité pourront être réalisées. 26-WF0345 Cellule de consolidation Hydrocon pour eprouvettes dia. 100 mm Hydraulic or pneumatic sample consolidation 26-WF0345 avec capteur - Chargement hydraulique - Conception à friction réduite - Pas de nécessité de poids - Design ergonomique, à encombrement réduit par rapport aux oedomètres traditionnels - Possibilité d acquisition de données automatiques - Essais avec incrémentation ou taux de charge constant - Adapté aux argiles compactées - Pression maximale 3500 kpa Dial gauge or transducer Top drainage and back pressure Description générale La cellule Hydrocon comporte 3 vannes, un disque poreux inférieur et un supérieur. Elle est fabriquée en alliage léger et pourvue de trois pieds pour sa stabilité. b Dimensions (dxh): 260x450 mm a Poids : 10 kg Porous disc Sample Porous disc Drainage, pore water pressure or back pressure CONFIGURATION D UN SYSTEME COMPLET z Code Description Qté 28-WF WF0345 Cellule de consolidation Hydrocon 1 30-WF6401 Comparateur, course 10 mm x mm 1 28-WF4400 Appareil de mesure de variation de volume à 2 burettes 1 28-WF6300 Capteur de pression 0-10 bar 1 28-WF6310 Bloc désaérateur 1 28-WF4450 Affichage digital pression 3 voies 1 28-WF4330 Panneau triaxial 2 voies 1 28-WF4330/2 Affichage digital pression pour 28-WF WF4320 Générateur de pression air/eau à membrane 2 28-WF4320/1 Membrane caoutchouc de rechange pour 28-WF WF4191 Tube nylon dia. 8x6 mm 1 86-D2015 Compresseur de laboratoire 1 28-WF2016/2 Piège à eau / filtre à air 1 28-WF4220 Réservoir désaérateur 7 litres 1 28-WF4225 Panneau avec vannes d inversion pour réservoir désaérateur 1 28-WF2001 Pompe à vide portable 1 28-WF2064 Tuyau caoutchouc dia. 16.5x6.5 mm 1 28-WF0491/2 Piège à eau 1 65

7 27 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Cisaillement direct / résiduel.... Machines de cisaillement MACHINES DE CISAILLEMENT Introduction Cet essai concerne la détermination de la résistance au cisaillement direct d éprouvettes consolidées drainées. Trois machines de cisaillement différentes sont proposées. Les accessoires sont compatibles avec chaque modèle. Modèle 27-WF2060 Principales caractéristiques - Moteur pas à pas réversible pour essai résiduel - Vitesse variable en continu de à mm/min - Conception ergonomique compacte - Sécurités de surcourse et de surcharge - Port RS 232 pour commande vitesse à distance Le système de mise en charge horizontal : piston de chargement, boîte de cisaillement et système de mesure sont parfaitement alignés pour éviter des déformations et comportent une possibilité de rattrapage du jeu mécanique. A contrôle digital et affichage vitesse. Modèle 27-WF2160 A contrôle digital vitesse et acquisition des données sur AUTOMAX. Modèle 27-WF2180 Version digitale automatique, à chargement pneumatique, asservissement à boucle fermée. Les boîtes de cisaillement, capteurs et comparateurs sont compatibles avec toutes les machines. q NORMES ASTM D3080 / BS 1377:7 / AASHTO T236 / NF P /2 / CEN-ISO / TS DIGISHEAR 27-WF2060 avec accessoires WF2060 DIGISHEAR, machine de cisaillement direct/alterné à contrôle digital et affichage vitesse V, Hz, 1 ph. Description générale Cette nouvelle machine, comportant un moteur pas à pas haute résolution associé à un réducteur, peut recevoir des échantillons carrés ou circulaires jusqu à 10 cm. La charge verticale est directement appliquée sur l éprouvette par un système de chargement supportant les masses et peut être amplifiée à l aide du bras de levier rapport 10 :1 fourni avec la machine. La charge maximale est de 50 kg, générant une force verticale sur l échantillon de 500 N ou 5000 N. Détail du logement de la boîte de cisaillement fabriquée en matériau polymère haute résistance. N O T E La machine est fournie sans anneau dynamométrique, sans comparateurs pour déplacement horizontal et vertical, sans boîte de cisaillement, ni poids. Tous ces éléments devront être commandés séparément. Voir accessoires. La machine peut également être équipée d un système électronique de mesure. Spécifications Gamme de vitesse réglable de à mm/min. (par logiciel intégré) Effort de cisaillement maxi : 5000 N Force verticale maxi : 500 N/5000 N avec bras de levier rapport 10 :1 Rapport de vitesse : moteur pas à pas résolution 1/ Course horizontale : préréglée par logiciel jusqu à 19 mm Limites de surcourses par capteur optique Affichage digital : LCD 4 lignes de caractères. Clavier à membrane b Dimensions hors tout: 953x387x1180 mm a Poids: 120 kg

8 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Cisaillement direct / résiduel Machines de cisaillement 27 ACCESSOIRES Boîtes de cisaillement (voir tableau) Utilisables sur toutes les machines de cisaillement 27-WF2060, 27-WF2160, 27-WF2180 Description générale Toutes les boîtes de cisaillement sont fabriquées en laiton et conçues pour contenir l eau autour de l éprouvette. De forme carrée, elles comportent un évidement carré ou circulaire pour l échantillon et sont livrées complètes avec piston de chargement, plaque de maintien, 2 grilles, 2 grilles perforées et 2 plaques drainantes. z Code suite Dimension 27-WF1002/ST Anneau dynamométrique avec adaptateur ANNEAUX DYNAMOMETRIQUES ET COMPARATEURS 27-WF1002/ST Anneau dynamométrique 2000 N avec adaptateur ou : 27-WF1003/ST Anneau dynamométrique 5000 N avec adaptateur 30-WF6401 Comparateur de déplacement vertical 10x0.002 mm 30-WF6402 Comparateur de déplacement horizontal 30x0.01 mm avec adaptateur Accessoires pour traitement de données z 27-WF0377/ST Cellule de charge, cap. 5 kn, avec adaptateurs z 30-WF6207 Capteur de déplacement potentiométrique, course 10 mm, pour déformation verticale avec support z 30-WF6208 Capteur de déplacement potentiométrique, course 25 mm, pour déformation horizontale avec support z 30-WF6042 Câble de connexion 6 m pour capteur z 30-WF6044 Câble de connexion 12 m pour capteur z 30-WF6016 GEODATALOG, Unité d acquisition à 16 canaux, V, Hz, 1ph. livrée avec logiciel DATACOMM pour transfert sur PC (description en page 116) z 30-WF6016/T2 Feuille de calcul pour essai de cisaillement 27-WF0215/B 60 mm 27-WF0216/B 100 mm 27-WF0218/B 60 mm Ø 27-WF0219/B 63.5 mm Ø 27-WF0222/B 100 mm Ø a Poids: kg Composants d une boîte de cisaillement carrée Piston d extraction et trousse coupante MASSES FENDUES ET JEUX DE MASSES POUR MAChINES DE CISAELLEMENT 27-WF2060 ET 27-WF2160 z Code Poids (1) Jeu 27-WF0230/C3 Jeu 27-WF0230/C4 comportant additionnel comportant 27-WF0270/A kg qté 2-27-WF0271/A kg qté 2-27-WF0272/A 1 kg qté 2 qté 2 27-WF0273/A 2 kg qté 3 qté 1 27-WF0274/A 4 kg qté 3-27-WF0275/A 8 kg qté 2-27-WF0276/A 5 kg WF0277/A 10 kg - qté 3 Tot kg Tot. 34 kg (1) Les masses peuvent également être fournies sur demande avec certificat officiel en N et/ou kg Les jeux de poids 27-WF0230/C3 et 27-WF0230/C4 sont indiqués pour toute boîte de cisaillement avec différents niveaux de chargement Pièces de rechange pour boîtes de cisaillement Description 27-WF0215/B 27-WF0216/B 27-WF0218/B 27-WF0219/B 27-WF0222/B et code 60 mm 100 mm Ø 60 mm Ø 63.5 mm Ø 100 mm Piston chargement 27-WF0215/B2 27-WF0216/B2 27-WF0218/B2 27-WF0219/B2 27-WF0222/B2 Plaque maintien 27-WF0215/B3 27-WF0216/B3 27-WF0218/B3 27-WF0219/B3 27-WF0222/B3 Plaque drainante 27-WF0215/4 27-WF0216/4 27-WF0218/4 27-WF0219/4 27-WF0222/4 Grille supérieure 27-WF0215/B5 27-WF0216/B5 27-WF0218/B5 27-WF0219/B5 27-WF0222/B5 Grille inf perforée** 27-WF0215/B6 27-WF0216/B6 27-WF0218/B6 27-WF0219/B6 27-WF0222/B6 Trousse coupante* 27-WF0215/B7 27-WF0216/B7 27-WF0218/B7 27-WF0219/B7 27-WF0222/B7 Piston d extraction* 27-WF0215/8 27-WF0216/8 27-WF0218/8 27-WF0219/8 27-WF0222/8 * Non fournie avec boîte de cisaillement. Doit être commandée séparément. ** Deux pièces fournies avec chaque boîte 67

9 27 Géotechnique : Cisaillement direct / résiduel.... Machines de cisaillement ESSAIS DE SOL 27-WF2160 AUTOSHEAR, machine de cisaillement direct/alterné à contrôle digital vitesse et acquisition de données sur AUTOMAX V, 50-60Hz, 1 ph. q NORMES ASTM D3080 / BS1377:7 / AASHTO T236 / NF P /2 / CEN-ISO/TS Description générale La structure de base de cette machine est identique au modèle standard 27-WF2060 à l exception de la partie électronique, basée sur une unité AUTOMAX à microprocesseur, qui relève et traite les mesures de force horizontale et de déplacements, contrôle le moteur et les sécurités grâce à un asservissement à boucle fermée et comportant les caractéristiques : - déroulement automatique de l essai - contrôle de vitesse à boucle fermée - affichage digital monochrome de grande dimension 240x128 pixel indiquant en temps réel les données relevées - différents modes d étalonnage (linéaire et polynomial) - sélection langue - course et cycles programmables par clavier à membrane 10 touches dont 4 icônes spécifiques - relevé et affichage en temps réel de la force horizontale, déplacements vertical et horizontal - déplacement horizontal maxi. (19 mm) contrôlé par sécurité mécanique et optique - différents modes d acquisition (linéaire, exponentiel (racine carrée), logarithmique, etc.) - grande capacité de mémorisation (jusqu à 1000 lignes de données) - mémoire RAM avec batterie, horloge heure/ date, opérationnelle également instrument éteint. Principales caractéristiques - Système d entraînement contrôlé par microprocesseur - Affichage digital 240x128 pixel - Vitesse, course et cycles programmables sur clavier - Approche rapide et positionnement automatique - Vitesse variable en continu de à 11,00000 mm/min. AUTOSHEAR 27-WF2160 avec accessoires La nouvelle conception du système de mise en charge horizontal permet un alignement direct du piston de chargement, de la boîte de cisaillement et du système de mesure pour accroître la rigidité de transmission de la force horizontale dans le plan de cisaillement. Le bras de levier pour application de la charge verticale (rapport 10 :1) et le cadre support ASTM sont livrés avec la machine. - Possibilité de paramétrer différentes vitesses et courses (avance et recul) en essai de cisaillement résiduel - Trois canaux analogiques : un pour cellule de charge et deux pour capteurs de déplacement, résolution points - Différents protocoles de transfert PC par port RS Possibilité d utilisation d anneau dynamométrique et de comparateurs pour relevé manuel des mesures. Une excellente qualité et un matériau polymère haute résistance ont été retenus pour la fabrication du logement de la boîte de cisaillement ; il présente ainsi une résistance optimale à la corrosion et l usure quelques soient les agents chimiques présents dans le sol. Le chariot est léger et aisé à nettoyer 68

10 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Cisaillement direct / résiduel Machines de cisaillement 27 suite Spécifications Gamme de vitesse: à mm/min Effort de cisaillement maxi: 5000 N Force verticale maxi : 500 N/5000 N avec bras de levier rapport 10 :1 Course horizontale: préréglée par logiciel jusqu à 19 mm Cycles: jusqu à 9 (avance et recul) Dimensions échantillons 60x60 mm, 100x100 mm et circulaires de 50, 60, 63.5 et 100 mm b Dimensions hors tout: 953x387x1180 mm a Poids: 120 kg N O T E La machine est fournie sans cellule de charge, capteurs de déplacement horizontal et vertical, boîte de cisaillement ni poids. Tous ces éléments devront être commandés séparément. Voir accessoires La machine peut également être équipée d un système mécanique de mesure. Mode opératoire Le système de contrôle à microprocesseur AUTOMAX permet un fonctionnement automatique autonome de la machine : les mesures relevées (force et déplacements) sont directement affichées et mémorisées selon le mode paramétré. Un PC n est requis que temporairement pour le transfert des données par port série RS 232 en fin d essai. Ces données pourront être traitées avec la feuille de calcul pour essai de cisaillement 30-WF6016/T2 (voir accessoires). Accessoires Boîtes de cisaillement Vous référer page 67 Masses fendues pour charge verticale Vous référer page 67 Anneaux dynamométriques et comparateurs (mesures mécaniques) Vous référer page 67 Accessoires pour traitement de données z 27-WF0377/ST Cellule de charge, cap. 5 kn, avec adaptateurs z 30-WF6207 Capteur de déplacement potentiométrique, course 10 mm, pour déformation verticale avec support z 30-WF6208 Capteur de déplacement potentiométrique, course 25 mm, pour déformation horizontale avec support z 30-WF6016/T2 Feuille de calcul pour essai de cisaillement Composants d une boîte de cisaillement carrée Capteur de déplacement 30-WF6207 et 30-WF6208 Cellule de charge 5 kn 27-WF0377/ST 69

11 27 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Cisaillement direct / résiduel.... Machines de cisaillement 27-WF2180 SHEARMATIC, machine de cisaillement direct/alterné digitale à charge pneumatique programmable V, Hz, 1 ph. q NORMES ASTM D3080 / CEN-ISO/TS / BS 1377:7 / AASHTO T236 / NF P /2 Description générale Ce nouveau modèle évolué et autonome, piloté par microprocesseur avec un moteur pas à pas à réducteur épicycloïdal sans jeu, comporte un dispositif pneumatique d application de la charge axiale, à régulateur de pression avec asservissement à boucle fermée, éliminant ainsi la nécessité de chargement manuel en masses fendues. Une excellente qualité et un matériau polymère haute résistance ont été retenus pour la fabrication du logement de la boîte de cisaillement ; il présente ainsi une résistance optimale à la corrosion et à l usure quelques soient les agents chimiques présents dans le sol. Le chariot est léger et aisé à nettoyer. Electronique La partie électronique est basée sur une unité Automax à microprocesseur, qui relève et traite les mesures de force, de pression axiale et de déplacements, contrôle le moteur, le régulateur de pression et les différentes phases d essai grâce à un asservissement à boucle fermée. Il comporte un affichage digital en polycarbonate anti-rayure avec clavier à membrane à 10 touches et écran monochrome de grande dimension. Capteurs électroniques livrés avec la machine La machine est livrée complète avec : - cellule de charge capacité +/- 5 kn bidirectionnelle (compression et traction), sensibilité nominale 2 mv/v, précision +/ % - capteur de déplacement course 10 mm, résistance nominale 1k ohm, linéarité +/ %, répétabilité mm - capteur de déplacement course 25 mm, aux caractéristiques identiques - capteur de pression 1000 kpa, précision 0.1 kpa, sensibilité nominale 2 mv/v. SHEARMATIC 27-WF2180 avec accessoires Principales caractéristiques - Application pneumatique automatique des paliers de consolidation (jusqu à 50) - Gestion automatique de l essai avec possibilité de passer de la phase de consolidation à la phase de rupture (seule intervention manuelle requise : démontage des vis de maintien boîte de cisaillement) - Jeux de masses fendues, lourdes et encombrantes, non requis - Bras de levier non requis - Charge verticale appliquée directement, sans friction - Connexion directe boîte de cisaillement, unité d avancement et cellule de charge pour transmission axiale de la force dans le plan de cisaillement, en lieu et place du traditionnel col de cygne Spécifications Affichage: digital monochrome grande dimensions (240x128 pixel) Moteur : moteur pas à pas haute précision, résolution 1/ Gamme de vitesse : de à mm/min. (+/- 1 %) Effort de cisaillement maxi : 5 kn Force verticale maxi : 8 kn-800 kpa pour échantillon 100x100 mm Cycles : jusqu à 9 (avance et recul) Course maxi. : 19 mm Hauteur de l éprouvette : 20 mm Alimentation d air maxi. : 10 bar Pression d air requise : 8 bar b Dimensions hors tout: 973x421x427mm (lxpxh) a Poids: 100 kg - Logement boîte en matériau polymère haute résistance - Paramétrage aisé et immédiat de l essai, visible sur affichage digital de grande dimension - Possibilité de paramétrer différentes vitesses et courses (avance et recul) en essai de cisaillement résiduel - Chaque palier de force axiale peut être appliqué : - instantanément - par une rampe linéaire dans un intervalle de temps choisi - Acquisition selon modes différents et indépendants pour phases de consolidation et de rupture - Divers protocoles de transfert PC par port RS 232. Accessoires Boîtes de cisaillement Vous référer page 67 Compresseur d air z 86-D2015 Compresseur de laboratoire pression maxi. 10 bar, cuve de 50 litres. 240 V, 50 Hz, 1 ph. z 86-D2015/Z Idem que ci-dessus, mais 110 V, 60 Hz, 1 ph. Traitement des données z 30-WF6016/T2 Feuille de calcul pour essai de cisaillement 70

12 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Cisaillement direct / résiduel Machines de cisaillement 27 suite PARAMETRAGE Fin d essai automatique: - Après avoir atteint charge horizontale ou déplacement prédéfini - Après un temps de cisaillement choisi (de 1 min. à environ 7 jours Sécurités: - Capteurs optiques pour zéro et fin de course - Mécanique pour déplacement horizontal maxi. Application charge verticale : vérin pneumatique à régulateur motorisé haute résolution commandé par carte électronique Automax à asservissement à boucle fermée et capteur de pression 10 bar Canaux entrée: - Un pour cellule de charge à résolution points - Deux pour capteurs de déplacement potentiométriques 3 modes d étalonnage des capteurs: - Linéaire - Polynomial - Linéaire jusqu à 10 pas Acquisition des données: - Phase de consolidation : pression verticale et déplacement - Phase de cisaillement : force horizontale et déplacement ; pression axiale et déplacement Mémorisation: - Linéaire, exponentielle (racine carrée) et logarithmique - Par intervalles choisis de données mémorisées Capacité mémoire : 2000 lignes de données Blocs mémoire : jusqu à 25 Protocole de communication : Au choix par port série RS ASCII avec Windows Hyper Terminal - CONTROLS avec logiciel 82-Q0800/TRM - GEOLAB 2000 avec logiciel 30-T0601/IMP Schéma de principe Légende 6 Capteur pneumatique de chargement vertical 1 Moteur pas à pas 7 Capteur de déplacement vertical 2 Ensemble de chargement horizontal 8 Capteur de déplacement horizontal 3 Alimentation en air comprimé 9 Boîte de cisaillement 4 Vanne proportionnelle pour 10 Cellule de charge contrôle de la charge verticale 11 Bâti 5 Ensemble de chargement vertical 12 Panneau de contrôle Exemples d affichages Première page du menu principal Sélection des options principales : - Début d essai (direct ou résiduel) - Effacement des données et essais mémorisés - Options langue, horloge et format de données - Procédure d étalonnage - Mode manuel pour affichage digital des capteurs (par ex. pour étalonnage) Paramétrage de la phase de consolidation Chaque ligne du tableau est définie par : - Pression initiale (référence) qui est égale à la pression du palier précédent - Pression finale (objectif) qui sera atteinte automatiquement à une cadence constante - Temps prédéfini pour passer de la pression initiale à la pression finale Par exemple les lignes N 3 et 4 signifient : - D appliquer instantanément (temps = 0) un palier de consolidation de 100 à 300 kpa - De maintenir la pression de 300 kpa en consolidation (par ex. pendant 500 minutes) Cisaillement direct Affichage digital des mesures en temps réel - Force horizontale - Pression axiale (maintenue constante) - Déplacement horizontal - Déplacement vertical 71

13 27 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Cisaillement direct / résiduel.... Machine de cisaillement digitale «grandes dimensions» MACHINE DE CISAILLEMENT DIGITALE «GRANDES DIMENSIONS» Introduction La nouvelle machine de cisaillement digitale pour échantillons de grandes dimensions est idéale pour des essais sur géosynthétiques, sols et autres matériaux comportant des éléments jusqu à 20 mm. La machine accepte une boîte cisaillement de 300x300 mm, ou, avec inserts appropriés des échantillons de plus faible taille WF2304 Machine de cisaillement digitale grandes dimensions, cap. 100 kn, avec boîte de cisaillement carrée de 300 mm V, Hz, 1ph. q NORMES BS 1377:7, ASTM D6243, EN ISO Description générale L échantillon est consolidé par un système hydraulique qui consiste en une console de commande permettant la programmation de la charge de consolidation et son contrôle avec asservissement à boucle fermée. Un moteur pas à pas de haute résolution contrôle le déplacement horizontal. Le fonctionnement de la machine est entièrement géré par le logiciel intégré d une unité à microprocesseur qui relève et contrôle force, pression axiale et mesures de déplacement, asservit le moteur, le système hydraulique de chargement vertical, les sécurités et les pas d essais grâce à un asservissement à boucle fermée. Le panneau frontal de commande, en polycarbonate anti-rayures comporte un affichage digital graphique monochrome et dix touches de fonction. L essai sur échantillon de grandes dimensions permet d obtenir une indication plus précise de la force de cisaillement. Ce type de boîte permet également l évaluation de l angle de friction entre matériaux, particulièrement indiqué dans des projets de digues ou de barrage en terre. La nécessité d un tel essai a été reconnue et il a été normalisé par BS 1377 :7. La machine est équipée avec une cellule de charge 100 kn et de capteurs de déplacement 100 et 50 mm avec supports de montage. SHEARMATIC WF2304 Spécifications Dimensions maxi. échantillon: jusqu à 300x300 mm Inserts pour échantillon carré de 150 mm (option) Effort de cisaillement et force verticale : 100 kn Gamme de vitesse : réglable en continu de 0 à mm/min. Course maxi. : 60 mm b Dimensions hors tout: 1500x760x1400 mm (lxpxh) a Poids: 930 kg Mode opératoire Le système de contrôle à microprocesseur AUTOMAX permet un fonctionnement automatique autonome de la machine : les mesures relevées (forces et déplacements) sont directement affichées et mémorisées selon le mode paramétré. Un PC n est requis que temporairement pour le transfert des données par port série RS 232 en fin d essai. Ces données pourront être traitées avec la feuille de calcul pour essai de cisaillement 30-WF6016/T2 (voir accessoires). Principales caractéristiques - Idéale pour essais sur : Schiste Laitiers industriels Matériaux recyclés Déchets miniers - Contrôle digital - Vitesse réglable en continu de 0 à mm/min. - Echantillon jusqu à carré de 300 mm - Effort de cisaillement et force verticale de 100 kn - Adaptée aux essais sur géosynthétiques - Vanne proportionnelle haute performance et contrôle électronique de la force verticale - 50 pas de consolidation programmables - Etalonnage en fonction linéaire de la pompe de consolidation hydraulique avec logiciel. Accessoires z 30-WF6016/T2 Feuille de calcul pour essai de cisaillement z 27-WF2304/1 Inserts pour échantillon carré de 150 mm 72

14 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Cisaillement direct / résiduel Scissomètre de laboratoire 27 SCISSOMETRE DE LABORATOIRE q NORMES BS 1377:7 / ASTM WF1730 Scissomètre de laboratoire Description générale Le scissomètre de laboratoire a été conçu à l origine par le T.R.L. au Royaume Uni. L appareil est livré avec pale de 12.7x12.7 mm et un jeu de 4 ressorts de torsion étalonnés. D autres pales peuvent être adaptées en option ; une unité de motorisation est également disponible (voir accessoires). a Poids: 11 kg Accessoires z 27-WF1731 Pale cruciforme de rechange 12.7x12.7 mm z 27-WF1732 Pale cruciforme de rechange 25.4x25.4 mm z 27-WF1733 Pale cruciforme de rechange 12.7x25.4 mm z 27-WF1734 Pale cruciforme de rechange 12.7x19.0 mm z 27-WF1735 Jeu de 4 ressorts étalonnés de rechange z 27-WF1730/2 Kit de motorisation pour 27-WF1730 avec courroie, poulies et fixations. Conforme à BS 1377 : V, 50 Hz, 1 ph. Poids : 3 kg z 27-WF1730/3 Kit de motorisation pour 27-WF1730. Conforme à ASTM D V, 50 Hz, 1 ph. z 27-WF1730/4 Kit de motorisation conforme à ASTM D V, 60 Hz, 1 ph. z 27-WF1736 Support pour tube dia. 38 ou 100 mm. Poids : 5 kg - Disponible en version manuelle ou motorisée - Léger, compact et portable - Idéal sur site ou en Laboratoire Central - Méthode pratique et rapide de détermination de la contrainte de cisaillement de sols mous - Utilisation aisée, des centaines en service 27-WF1730 avec 27-W1730/2 73

15 27 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Cisaillement.... Cisaillement annulaire Cisaillement annulaire (schéma de principe) MACHINE DE CISAILLEMENT ANNULAIRE BROMhEAD Introduction La force de cisaillement résiduelle est parfois appelée force de cisaillement ultime. Cela correspond à la résistance d un sol lorsqu il est cisaillé sur une grande course, par exemple dans un plan de rupture ou une zone défectueuse. Un échantillon reconstitué est utilisé pour la détermination des propriétés de cisaillement résiduel du sol. Un plan de glissement est généré dans l échantillon. Il peut également être intéressant de connaître la valeur de la force de cisaillement résiduelle d un échantillon de sol intact, car elle correspond (si analysée avec la valeur maximale pour le même sol) au seuil de fragilité ou de susceptibilité à une rupture progressive. Des sols fragiles devront être utilisés avec précaution dans des travaux de remblais tels que digues, barrages ou dans des zones naturelles inclinées où un enlèvement s avérerait problématique. Dans le cas d un glissement de pente, l amplitude du déplacement dépendra de la fragilité du matériau. Anneau supérieur fixe Anneau inférieur rotatif Résistance Coupe Echantillon circulaire Vue du dessus Résistance Mesure Moment de torsion mesuré avec paire d anneaux dynamométriques ou cellules de charge Cisaillement continu à surface constante La rotation continue jusqu à obtention d une valeur de résistance constante q NORMES BS 1377:7 / ASTM D WF2202 TORSHEAR, MACHINE DE CISAILLE- MENT ANNULAIRE V, Hz, 1 ph. Principales caractéristiques - Système d entraînement commandé par microprocesseur - Vitesse de rotation ajustable par clavier - Approche rapide illimitée en rotation - Vitesse variable de à 180 /min. - Port série RS 232 pour contrôle à distance par PC - Comparateurs et anneaux dynamométriques (à commander séparément) sont généralement utilisés pour mesures de force et déplacements. Système d acquisition avec cellules de charge et capteur de déplacement disponible sur demande (à commander séparément) - Clavier à membrane étanche - Affichage digital LCD, 4 lignes de 20 caractères TORSHEAR 27-WF2202 avec accessoires 74

16 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Cisaillement Cisaillement annulaire 27 suite Description générale La machine de cisaillement annulaire TORSHEAR permet de mesurer la force résiduelle de cisaillement d échantillons circulaires de sols reconstitués. L avantage principal de cette méthode par rapport à un essai de cisaillement longitudinal consiste en un cisaillement continu à surface constante durant tout l essai. Cette méthode permet de reproduire exactement en laboratoire les conditions in situ et d obtenir des mesures très précises d effort de cisaillement. L échantillon logé entre deux pierres poreuses, est soumis à une charge verticale par un système de chargement à bras de levier rapport 10 :1. La plaque de base et plateau inférieur sont animés d un mouvement de rotation appliqué par un moteur à vitesse variable. Le tassement du plateau supérieur durant la phase de consolidation ou de cisaillement peut être relevé avec un comparateur de précision ou un capteur de déplacement. Le moment de torsion transmis à l échantillon est mesuré avec une paire d anneaux dynamométriques ou de cellules de charge. Capteur de déplacement et cellules de charge peuvent être connectés à une unité d acquisition et de traitement GEODATALOG (voir accessoires). Le clavier à membrane étanche et l affichage digital LCD de 4 lignes de 20 caractères permettent la programmation de la vitesse en deg/min. ou mm/min. et d effectuer l approche rapide pour la mise en place de l échantillon. L essai peut être arrêté à l aide du clavier ou en paramétrant une limite de rotation ou de temps. Cet appareil est connu sous le nom d appareil Bromhead. Le Dr. Bromhead de l Université de Kingstone a conçu la machine de cisaillement annulaire pour répondre à certains désavantages des machines de cisaillement traditionnelles. Comparateur ou capteur de déplacement, anneaux dynamométriques ou cellules et poids ne sont pas livrés et devront être commandés séparément (Voir accessoires). Spécifications Gamme de vitesse : à 180 /min. Effort de cisaillement maxi. : 500 kpa Force verticale maxi. : 1000 kpa (rapport bras de levier 10 :1) Dimensions échantillon : 40 cm 2 (dia. int. 70 mm, dia. ext. 100 mm, épaisseur 5 mm) b Dimensions hors tout: 770x360x560 mm (lxpxh) a Poids: 60 kg Accessoires pour : Système de mesure analogique: z 30-WF6401 Comparateur de déplacement 10x0.002 mm z 27-WF2202/1 Paire d anneaux dynamométriques cap. 1 kn Charge verticale: z 27-WF2202/2 Jeu de poids (total 50 kg) 30-WF6207 Capteur de déplacement potentiométrique, course 10 mm, avec support Accessoires pour : Système d acquisition et de traitement : z 30-WF6207 Capteur de déplacement potentiométrique, course 10 mm, avec support z 27-WF2202/3 Paire de cellules de charge cap. 1 kn z 30-WF6042 Câble de connexion 6 m pour capteur (prévoir 3 pièces) z 30-WF6016 GEODATALOG, unité d acquisition à 16 canaux, V, Hz, 1 ph., livrée avec logiciel DATACOMM par transfert PC (description en page 116) z 30-WF6016/T3 Feuille de calcul pour essai de cisaillement annulaire GEODATALOG 30-WF

17 28 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial.... Essais triaxiaux ESSAIS TRIAXIAUX q NORMES BS 1377:7, 8 / ASTM D2850, D4767 / CEN- ISO/TS , 9 / NF P94 070, P Introduction Dans le cadre de la conception de fondations, de remblais ou autres structures de sols, les Ingénieurs en Géotechnique requièrent des méthodes d évaluation des propriétés mécaniques. Depuis plus de 60 ans, la société Wykeham Farrance, intégrée au sein du Groupe CONTROLS, a été à l avant garde dans le développement de systèmes d essais conçus pour donner les informations nécessaires aux ingénieurs. Depuis le développement de la première machine de cisaillement commercialisée dans les années 1950, nous avons travaillé en étroite collaboration avec les plus prestigieuses Universités et Académies pour concevoir et fabriquer des systèmes d essais permettant de mieux évaluer le comportement de sols. La détermination expérimentale de la relation contrainte/déformation est généralement réalisée par l essai de compression triaxial, au cours duquel l éprouvette de sol est soumise à différents types de contraintes et de conditions de drainage pouvant affecter les ouvrages, soubassements d immeubles, tunnels Notre Division Géotechnique fabrique une large gamme d équipements sophistiqués pour réalisation des essais triaxiaux comme détaillé dans les pages suivantes. Types d essais triaxiaux - Contrainte totale (Section 28) - Contrainte effective (Sections 28 et 29) - Contrainte effective et chemins de contrainte (Triaxial Automatique) (Section 29) - Perméabilité (Section 28) - Triaxial non-saturé (Section 28) 76

18 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Essais triaxiaux (Suite) 28 Mesure de contrainte totale Essai non consolidé non drainé (UU) Cette méthode permet de déterminer la résistance au cisaillement en tenant compte de la contrainte totale. L éprouvette de sols (supposée saturée) ne doit pas subir de consolidation ni de changement de structure d origine et de teneur en eau, de telle manière que sa résistance ne dépende que du niveau de contrainte géostatique in situ. Ces essais sont généralement réalisés sur trois éprouvettes du même type, soumises à des pressions de confinement différentes. A condition que le sol soit totalement saturé, les contraintes effectives à la rupture sont identiques pour chaque essai. L enveloppe de Mohr, construite avec la contrainte totale, est horizontale et la contrainte de cisaillement constante et égale à CU (contrainte de cisaillement non drainé). Mesure de contrainte effective Essai consolidé non drainé (CU) a = pierre poreuse b = membrane caoutchouc c = fluide cellulaire Pression latérale SOL Piston Piston Cette méthode permet de déterminer la résistance au cisaillement en terme de contrainte effective. Un minimum de trois éprouvettes sont consolidées (c est-à-dire modification de structure et de teneur en eau) à différents niveaux de pressions de confinement avant rupture. La résistance au cisaillement augmentant, pour atteindre la contrainte effective, la formule de Coulomb peut être appliquée en termes de contrainte effective : τ = c + σ tg ϕ n où : τ = résistance au cisaillement ; σ = contrainte appliquée à l éprouvette n c, ϕ = paramètres d enveloppe de Mohr en termes de contrainte effective Durant la phase de rupture, le drainage n est pas autorisé et la pression interstitielle est mesurée, de telle manière que les contraintes effectives soient calculées par différence entre contrainte totale et pression interstitielle. Mesure de contrainte effective Essai consolidé drainé (CD) Pression latérale SOL Piston Pas de drainage Pression interstitielle (capteur) Pression latérale Cette méthode est similaire à l essai CU en ce sens que la résistance au cisaillement peut être calculée en fonction de la contrainte appliquée. Un minimum de trois éprouvettes sont consolidées à différents niveaux de pressions de confinement. La phase de rupture est effectuée de manière lente afin de ne pas accroître la pression interstitielle dans l éprouvette soumise au drainage. Les contraintes effectives et totales sont identiques. Les cercles de Mohr sont tracés pour les contraintes effectives à la rupture et les paramètres c et ϕ sont déterminés à partir des enveloppes de Mohr. SOL Drainage Pression interstitielle (capteur) Types d essais triaxiaux et équipement de base Ce tableau récapitulatif est sensé guider et donner un aperçu général de nos systèmes triaxiaux, pour vous permettre de sélectionner l équipement le plus approprié à vos besoins. Descriptions, détails et accessoires sont décrits dans les Sections et pages indiquées. Equipement de base Contrainte effective Chemins de contrainte Manuelle Semi-automatique Entièrement automatique Entièrement automatique Automatiques : Automatiques : Automatiques : - saturation - saturation - saturation - consolidation isotrope - consolidation - anisotrope / consolidation ko Manuelle : compression - compression - compression / extension (Voir section 28) (Voir section 29) (Voir section 29) Basse pression Haute pression Basse pression Haute pression Basse pression Haute pression Basse pression Haute pression (1000 kpa) (3500 kpa) (1000 kpa) (3000 kpa) (1000 kpa) (3000 kpa) (1000 kpa) (3000 kpa) 28 WF0401 Bâti (page 82) Cellules triaxiales standard (pages 84-85) 28 WF4005 Bâti (pages 78-79) Cellules triaxiales standard (pages 84-85) 28 WF4005 Bâti (pages 78-79) Cellules triaxiales nervurées (pages 86-87) 28 WF4005 Bâti (pages 78-79) Cellules triaxiales Tri-Cell Plus (page 88) 77

19 28 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial.... Essais triaxiaux : Presses triaxiales PRESSES TRIAXIALES Deux versions disponibles : Bâtis haut de gamme, cap. 50 et 100 kn. Indiqués pour Laboratoires Centraux et de Recherche, avec cellules triaxiales nervurées à pression de service de 2000 à 3500 kpa. Bâti standard, cap. 50 kn, avec cellules triaxiales standard à pression de service 1700 kpa. Les bâtis TRITECH peuvent également recevoir un vérin pneumatique pour réalisation, avec les différents accessoires adéquats, d essais dynamiques. Description générale La gamme de presses triaxiales TRITECH a été conçue pour s intégrer dans un ensemble d essai triaxial contrôlé par PC ou en tant qu équipement autonome. L interface RS 232 permet d utiliser la gamme TRITECH pour des essais automatiques à chemins de contrainte (vous référer page 122). Les touches de contrôle du panneau frontal permettent de commander le déplacement du plateau : montée/descente, lente/rapide et arrêt. Une membrane étanche protège le panneau frontal, avec affichage digital, de l humidité et de la poussière. L approche rapide prévue réduit le temps de mise en œuvre. Un automatisme permet le retour en position paramétrée à la mise en marche du TRITECH et des sécurités de surcourse limitent la course du plateau. Deux colonnes chromées assurent la rigidité du bâti sous hautes charges. Tous les composants sont protégés contre la corrosion, soit par peinture étuvée, soit par chromage. Le plateau inférieur est fabriqué en acier inoxydable. Les presses TRITECH sont polyvalentes, compactes et simples d utilisation. Elles permettent d effectuer une grande variété d essais, de l essai de compression uniaxiale simple jusqu à des essais triaxiaux sophistiqués à chemins de contrainte ou, par adjonction d un vérin pneumatique et autres accessoires, des essais statiques et dynamiques. Vous référer page 122 Un système de mesure de force et des capteurs de déplacement sont à prévoir pour compléter l équipement (voir accessoires). Presses triaxiales q NORMES BS 1377:8 / ASTM D2850, D4767 / CEN-1SO/TS , 9 / NF P94 070, P WF4005 TRITECH presse triaxiale cap. 50 kn V, Hz, 1 ph. 28-WF4010 TRITECH presse triaxiale cap. 100 kn V, Hz, 1 ph. Principales caractéristiques - Interface RS Contrôle digital - Gamme de vitesse de à mm/min. - Approche rapide - Alarme sonore de fin de course - Affichage digital LCD 4 lignes de 20 caractères - Construction acier, plateau inox - La qualité de la conception a permis d éliminer toute vibration pouvant affecter l éprouvette au cours de l essai. TRITECH 28-WF4005 avec cellule triaxiale nervurée, cellule de charge, capteurs de déplacement et de pression 78

20 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Essais triaxiaux : Presses triaxiales (Suite) 28 Presses triaxiales. Suite Spécifications techniques Modèles 28-WF WF4010 cap. 50 kn cap. 100 kn Dimensions maxi.éprouvette dia. 105 mm dia. 150 mm Vitesse minimale mm/min mm/min. Vitesse maximale mm/min mm/min. Capacité maxi.(compression) 50 kn 100 kn Capacité maxi.(traction) 5 kn 5 kn Espacement vertical mini. 335 mm 390 mm Espacement vertical maxi mm 1040 mm Distance entre colonnes 364 mm 456 mm Plateau diamètre 158 mm 158 mm Course plateau 100 mm 100 mm Dimensions (hxlxp) 1460x503x380 mm 1700x703x503 mm Puissance (W) Poids (kg) TRITECH 28-WF4005 avec cellule triaxiale nervurée 28-WF4050, anneau dynamométrique et comparateur. Vue interne. Le piston est guidé, assurant une action rigide et linéaire. Détail de la boîte de vitesse. La conception a permis de minimiser les vibrations et d assurer une transmission régulière. TRITECH 28-WF4005 avec cellule triaxiale standard 28-WF0410/A, anneau dynamométrique et comparateur. 79

21 28 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial.... Essais triaxiaux : Accessoires ACCESSOIRES POUR MESURE DE ChARGE Les presses peuvent être équipées : - D anneaux dynamométriques (30-WF6450 à 30-WF6453) - De cellules de charge (30-WF0370/T à 30-WF0376/T) à utiliser en conjonction avec Unité d acquisition et de traitement de données - De cellules de charge submersibles logées dans la cellule triaxiale (30-WF6350 à 30-WF6356) permettent une mesure plus précise car non affectée par la friction du piston. A utiliser en conjonction avec Unité d acquisition et de traitement de données. ANNEAUX DYNAMOMETRIQUES Description générale Les anneaux dynamométriques sont livrés équipés pour montage direct sur presses triaxiales et connexion aisée à nos cellules triaxiales par le raccord à siège sphérique 28-WF1049. z 28-WF6450 Anneau dynamométrique cap. 1 kn z 28-WF6451 Anneau dynamométrique cap. 2 kn z 28-WF6452 Anneau dynamométrique cap. 5 kn z 28-WF6453 Anneau dynamométrique cap. 10 kn CELLULES DE CHARGE Pour la mesure de la charge axiale appliquée sur l éprouvette dans une cellule triaxiale Spécifications Sensibilité: 2mV/V Précision: meilleure que 0,1% z Code Capacité (kn) Connexion 28-WF0370/T 2.5 Taraudage M20x WF0373/T 10 Taraudage M20x WF0375/T 50 Taraudage M30x WF0376/T 100 Taraudage M30x2.0 Note. Toutes les cellules de charge sont livrées prêtes à être connectées à la traverse supérieure de la presse triaxiale Cellule de charge MESURE DE CHARGE DANS LA CELLULE TRIAXIALE, CAPTEURS DE FORCE SUBMERSIBLES Conçues pour être montées à l intérieur des cellules triaxiales. Elles présentent une faible hystérésis et une très bonne linéarité avec une sécurité de surcharge appréciable. Spécifications Capacité de surcharge : 200 % Voltage d excitation : 10 V CC Non-linéarité : ± 0.05 % de la pleine échelle Hystérésis : 0.05% de la pleine échelle Longueur câble : 2 mètres Diamètre : 75 mm Hauteur (hors piston) : 50 mm a Poids (hors piston) : 850 g 28-WF6352 Capteur de force submersible avec piston pour cellule triaxiale. CAPTEURS DE FORCE SUBMERSIBLES AVEC PISTON ET CELLULE CORRESPONDANTE Modèle de Capacité Modèle de Diamètre piston capteur de force kn kgf cellule triaxiale mm submersible compatible 28-WF WF WF WF Anneau dynamométrique avec raccord à siège sphérique 28-WF WF WF WF WF WF WF WF WF4070/P 28-WF4100/P 28-WF4150/P 80

22 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Essais triaxiaux : Accessoires (Suite) 28 Accessoires. Suite MESURE DE DEFORMATION AXIALE Deux différents types de dispositifs sont utilisés : - Comparateurs mécaniques standard (30-WF6402 et 30-WF6403) - Capteurs de déplacement potentiométriques (30-WF6208 et 30-WF6210) avec support adéquat, pour utilisation avec Unité d acquisition et de traitement de données. COMPARATEURS MECANIQUES z 30-WF6402 Comparateur 30x0.01 mm z 30-WF6403 Comparateur 50x0.01 mm Description générale Dia. 50 mm, rotation horaire. Fourni avec patte arrière pour montage sur anneau. a Poids: 200 g 30-WF1048/T 30-WF6221 z 28-WF6310 Bloc désaérateur pour mesure de pression interstitielle. Pour cellule triaxiale nervurée z 28-WF4459 Bloc désaérateur pour mesure de pression interstitielle. Pour cellule triaxiale standard 28-WF6300 avec 28-WF WF WF6300 avec 28-WF WF6402 CAPTEURS DE DEPLACEMENT ET SUPPORTS DE MONTAGE Voltage entrée : 10 V CC Sortie : de 0 à 10 V CC Répétabilité : meilleure que mm Précision : meilleure que mm z 30-WF6208 Capteur de déplacement, course 25 mm z 30-WF6209 Capteur de déplacement, course 50 mm z 30-WF6210 Capteur de déplacement, course 100 mm z 30-WF6220 Support de montage pour cellule 28-WF4050, piston dia mm z 30-WF6221 Support de montage pour cellule 28-WF4070, 28-WF4100, 28-WF4150, 28-WF4070/P, 28-WF4100/P, 28-WF4150/P, piston dia. 25 mm z 30-WF1048/T Support de montage pour cellules 28-WF0410/A, 28-WF0411/A, 28-WF0416/A N O T E Tout capteur de déplacement devra être complété avec un support 30-WF6220 (ou 30-WF6221 ou 30-WF1048/T) pour connexion à un piston de cellule triaxiale MESURE DE PRESSION CAPTEURS DE PRESSION INTERSTITIELLE Voltage entrée : 10 V CC Sortie : 100 mv à pleine échelle Précision : meilleure que 0.1 kpa z Code 28-WF WF WF6302 Max. 10 bar 20 bar 35 bar Note. Connectés à la cellule triaxiale avec bloc désaérateur 28-WF6310 ou 28-WF4459 ACQUISITION ET TRAITEMENT DE DONNEES z30-wf6016 GEODATALOG, unité d acquisition à 16 canaux V, Hz, 1 ph., livrée avec logiciel DATACOMM pour transfert sur PC (description page 116) z 30-WF6042 Câble de connexion 6 m pour capteur z 30-WF6044 Câble de connexion 12 m pour capteur z 30-WF6016/T4 Feuille de calcul pour essai triaxial (CU, CD) z 30-WF6016/T5 Feuille de calcul pour essai triaxial (UU) GEODATALOG 30-WF

23 28 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial.... Essais triaxiaux : Presse triaxiale Presse triaxiale 28-WF0401 TRIAX 50, presse triaxiale digitale 50 kn V, Hz, 1 ph. Description générale et spécifications Cette presse digitale polyvalente comporte un système d entraînement à moteur pas à pas, commandé par microprocesseur, permettant à l opérateur d afficher la vitesse de son choix sur le clavier. Des fins de course électriques haut et bas ont été installés pour limiter automatiquement les déplacements du plateau et par un signal sonore. Autres caractéristiques intéressantes, la possibilité d inclure des temps de pause et changements de vitesse durant l essai et la fonction auto-diagnostic. Pourvue d un port série RS 232 pour contrôle à distance par PC. Les anneaux dynamométriques, comparateurs, cellules, etc. doivent être commandés séparément. Spécifications Capacité : 50 kn Dimensions maxi. éprouvette : dia. 100 mm Variation de vitesse : de à mm/min. Vitesse d approche rapide : 25 mm/min. Distance entre colonnes : 380 mm Espacement vertical maxi. : 850 mm Plateau dia. : 160 mm Course maxi. du plateau : 100 mm Puissance : 250 W b Dimensions hors tout: 1266x500x273 mm a Poids: 95 kg ANNEAUX DYNAMOMETRIQUES Les anneaux dynamométriques sont livrés équipés pour montage direct sur presses triaxiales et connexion aisée à nos cellules triaxiales par le raccord à siège sphérique 28-WF1049. z 28-WF6450 Anneau dynamométrique cap. 1 kn z 28-WF6451 Anneau dynamométrique cap. 2 kn z 28-WF6452 Anneau dynamométrique cap. 5 kn z 28-WF6453 Anneau dynamométrique cap. 10 kn z 28-WF1049 Raccord à siège sphérique pour anneau dynamométrique - Contrôlée par microprocesseur - Moteur pas à pas nouvelle génération - Vitesse variable en continu de à mm/min. - Signal sonore pour surcourse - Fonction auto-diagnostic - Port série RS Clavier à membrane étanche - Afficheur LCD 4 lignes de 20 caractères - Simple d utilisation grâce au clavier à membrane TRIAX WF0401 avec cellule et accessoires ACCESSOIRES POUR PRESSE TRIAX 50, MESURES ANALOGIQUES DEFORMATION AXIALE AVEC COMPARATEUR MECANIQUE Dia. 50 mm, rotation horaire. Fourni avec patte arrière pour montage sur anneau. z 30-WF6402 Comparateur 30x0.01 mm z 30-WF6403 Comparateur 50x0.01 mm Anneau dynamométrique avec raccord à siège sphérique 28-WF1049 et certificat d etalonnage 30-WF6402 monté sur anneau dynamométrique 82

24 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Essais triaxiaux : Accessoires (Suite) 28 Presse triaxiale. Suite ACCESSOIRES POUR TRIAX 50 CAPTEURS DE DEPLACEMENT Pour mesure de la compression de l éprouvette dans une cellule triaxiale : Voltage entrée : 10 V CC Sortie : de 0 à 10 V CC Répétabilité : meilleure que mm Précision : meilleure que mm CELLULES DE ChARGE Pour la mesure de la charge axiale appliquée sur l éprouvette dans une cellule triaxiale : Sensibilité nominale: 2 mv/v 28-WF0370/T zcode Capacité (kn) Connexion 28-WF0370/T 2.5 kn Taraudage M20x WF0373/T 10 kn Taraudage M20x WF0375/T 50 kn Taraudage M30x WF0376/T 100 kn Taraudage M30x2.0 Note. Toutes les cellules de charge sont livrées prêtes à être connectées à la traverse supérieure de la presse triaxiale ACQUISITION ET TRAITEMENT DE DONNEES z 30-WF6016 GEODATALOG, unité d acquisition à 16 canaux V, Hz, 1 ph. livrée avec logiciel DATACOMM pour transfert sur PC (description page 116) z 30-WF6042 Câble de connexion 6 m pour capteur z 30-WF6044 Câble de connexion 12 m pour capteur z 30-WF6016/T4 Feuille de calcul pour essai triaxial (CU, CD) z 30-WF6016/T5 Feuille de calcul pour essai triaxial (UU) 30-WF6208 MESURE DE PRESSION CAPTEURS DE PRESSION INTERSTITIELLE Voltage entrée : 10 V CC Sortie : 100 mv à pleine échelle Précision : meilleure que 0.1 kpa GEODATALOG 30-WF WF1048/T z Code Course (mm) 30-WF WF WF WF1048/T Support de montage pour cellule 28-WF0410/A, 28-WF0411/A et 28-WF0416/A Note. Les capteurs de déplacement sont connectés à la cellule triaxiale standard avec le support 28-WF1048/T 28-WF6300 avec 28-WF4459 z Code 28-WF WF6301 Max. 10 bar 20 bar Note. Connectés à la cellule triaxiale avec bloc désaérateur 28-WF4459 z 28-WF4459 Bloc désaérateur pour mesure de pression interstitielle. Pour cellule triaxiale standard. 83

25 28 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial.... Essais triaxiaux : Cellules triaxiales et accessoires CELLULES TRIAXIALES STANDARD POUR ÉPROUVETTES JUSQU À DIA. 100 MM Description générale et spécifications La cellule est essentiellement constituée d une enceinte transparente en polycarbonate surmontée de l ensemble piston et équipée d une embase double. L assemblage est réalisé par trois tiges filetées et écrous moletés rendant les opérations de montage et démontage aisées et rapides. La base de la cellule est pourvue de quatre sorties hydrauliques pour drainage/ contre-pression supérieurs, mise en pression de la cellule et drainage/mesure de pression interstitielle inférieurs. Deux sorties sont équipées de vannes à volume constant spéciales. Adaptateurs, embases inférieures et supérieures, pierres poreuses, membranes caoutchouc et colliers de serrage ne sont pas fournis avec la cellule. Voir accessoires. CELLULES TRIAXIALES z Code 28-WF0410/A 28-WF0411/A 28-WF0416/A Dim. maxi éprouvette (Ø x h mm) 50x100 70x x200 Pression maxi (kpa) Force axiale maxi (kn) Hauteur maxi. (mm) Diamètre (mm) Poids (kg) WF0420/9 28-WF0416/A, 28-WF0411/A, 28-WF0410/A ACCESSOIRES POUR CELLULES TRIAXIALES Embase inférieure pour éprouvette Chaque cellule doit être équipée de l embase correspondant à la dimension de l éprouvette comme indiqué dans le tableau ci-dessous. Les embases inférieures sont perforées pour drainage/mesure de la pression interstitielle et sont fournies avec un disque plein pour essais non drainés. Dia. éprouvette 28-WF0410/A 28-WF0411/A 28-WF0416/A mm z Code z Code z Code WF0410/A1 28-WF0411/A WF0410/A2 28-WF0411/A WF0410/A3 28-WF0411/A WF0411/A4 28-WF0416/A WF0416/A2 Echantillonneur comprenant trousse coupante, réceptacle et piston d extraction en bois 1 Embase inférieure 2 Embase supérieure 3 Disque drainant 4 Membrane caoutchouc 5 Colliers de serrage 6 Vanne à volume constant z Code Dimensions Trousse de rechange Piston de rechange Echantillonneur complet (dia.xh mm) z Code z Code 28-WF0420/9 35x70 28-WF0420/91 28-WF0420/92 28-WF0422/9 38x76 28-WF0422/91 28-WF0422/92 28-WF0425/9 50x WF0425/91 28-WF0425/92 28-WF0428/9 70x WF0428/91 28-WF0428/92 28-WF0432/9 100x WF0432/91 28-WF0432/92 84

26 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Essais triaxiaux : Cellules triaxiales et accessoires (suite) 28 ACCESSOIRES POUR CELLULES TRIAXIALES (SUITE) Description Pour éprouvettes de Ø 35 mm Ø 38 mm Ø 50 mm Ø 70 mm Ø 100 mm Embase inférieure 28-WF0410/A1 (1) 28-WF0410/A2 (1) 28-WF0410/A3 (1) 28-WF0411/A4 (1) 28-WF0416/A2 28-WF0411/A1 28-WF0411/A2 28-WF0411/A3 28-WF0416/A1 - z Code z Code z Code z Code z Code Embase sup. pleine 28-WF0420/A2 28-WF0422/A2 28-WF0425/A2 28-WF0428/A2 28-WF0432/A2 Embase sup. perforée 28-WF0420/A3 28-WF0422/A3 28-WF0425/A3 28-WF0428/A3 28-WF0432/A3 Disques drainants (2 pcs) 28-WF0420/A4 28-WF WF WF WF4104 Membranes latex (10 pcs) 28-WF0420/A5 28-WF WF WF WF4105 Colliers de serrage (10 pcs) 28-WF0420/7 28-WF WF WF WF4106 Tendeur de membrane 28-WF0420/8 28-WF4031/A 28-WF4051/A 28-WF4071/A 28-WF4101/A Outil fixation collier 28-WF0420/10 28-WF4031/B 28-WF4051/B 28-WF4071/B 28-WF4101/B Filtres latéraux (50 pcs) 28-WF0420/A9 28-WF4031/E 28-WF4051/E 28-WF4071/E 28-WF4101/E Papiers filtres (100 pcs) - 28-WF4031/F 28-WF4051/F 28-WF4071/F 28-WF4101/F Moule en 2 parties 28-WF0420/A6 28-WF0422/A6 28-WF0425/A6 28-WF0428/A6 28-WF0432/A6 Burette de drainage 28-WF0420/11 28-WF0420/11 28-WF0420/11 28-WF0420/11 28-WF0432/11 (2) Vanne à volume constant (3) 28-WF0420/12 28-WF0420/12 28-WF0420/12 28-WF0420/12 28-WF0420/12 Moule fendu 28-WF0420/13 28-WF0422/13 28-WF0425/ Pièces de rechange Tube nylon et raccord 28-WF0420/20 28-WF0420/20 28-WF0420/20 28-WF0428/20 28-WF0432/20 pour embase supérieure (1) Selon modèle de cellule (2) Capacité 50 ml (3) Complète avec raccord pour tube plastique dia. 6 mm Autres accessoires z 28-WF4005/39 Adaptateur permettant de monter une cellule triaxiale standard sur plateau Tritech 50 et Tritech 100 z 86-D0822 Huile de vaseline. Flacon de 1 kg z 86-D0845 Graisse répulsive d eau. Boîte de 1 kg z 28-WF0420/15 Graisseur pour cellule triaxiale z 28-WF0490/1 Outil à évaser z 28-WF0490 Tube nylon dia. 6x4 mm, rouleau de 20 m Glossaire 1 Embase inférieure Permet d adapter la cellule à la dimension choisie de l éprouvette. En aluminium anodisé. Livrée avec disque plein pour essais non drainés. 2 Embase supérieure Permet d appliquer uniformément la force axiale sur toute la section de l éprouvette et le drainage éventuel par le haut. En aluminium anodisé. Livrée avec tube nylon et raccord au circuit de drainage de la base. 3 Disque drainant Utilisé comme un filtre assurant une bonne répartition du drainage et de l évacuation d eau. Deux disques sont nécessaires. 4 Membrane caoutchouc A pour fonction de séparer l éprouvette du liquide cellulaire. En latex et livrées par Colliers de serrage Pour fixer la membrane autour des embases supérieure et inférieure. Fournis par Tendeur de membrane Pour disposer correctement la membrane autour de l éprouvette sans altération. d argiles avant consolidation et cisaillement. Paquet de Moule en deux parties Indispensable à la préparation d éprouvettes à partir de sols pulvérulents. 9 Burette de drainage 10 ml Utilisée pour appliquer une dépression à la base de l éprouvette lors de la préparation des éprouvettes de sols pulvérulents et le drainage lors d un essai à atmosphère. Livrée avec tube et raccord pour cellule Outil de fixation collier Pour la mise en place des colliers de serrage sans altération de l éprouvette 11 Vanne à volume constant Identique aux deux vannes livrées avec la cellule pour mesure de la pression interstitielle et pour la connexion de la burette de drainage. 12 Moule fendu Utilisé pour l arasage des extrémités des éprouvettes 13 Embase supérieure pleine Pour une application uniforme de la charge sur la surface de l éprouvette Papiers filtres Utilisé pour drainage latéral d éprouvettes de faible perméabilité, en particulier pour la saturation 85

27 28 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial... Essais triaxiaux : Cellules triaxiales et accessoires (suite) CELLULES TRIAXIALES NERVUREES POUR EPROUVETTES JUSQU A DIA. 150 MM CELLULES TRIAXIALES Code 28-WF WF WF WF4150 Pour montage sur presses TRITECH 28-WF4005 et 28-WF4010 uniquement. Spécifications - Construction en alliage léger, piston inox et joint torique - Avec système de blocage du piston - Livrée avec 5 vannes à volume constant - Utilisable pour éprouvette dia. 38 mm à 150 mm - La hauteur de la chambre permet l utilisation d un capteur de force submersible - Conception assurant un montage/démontage rapide - Etudiée pour recevoir une éprouvette d une longueur égale à deux fois le diamètre. N O T E Les cellules TRI-CELL Plus comportant des passages de câbles sont décrites en page 88 Dia. nominal (mm) Pour éprouvettes dia. (mm) Pression maxi. (kpa) Hauteur maxi. (mm) Diamètre cellule (mm)* Poids (kg) * y compris vannes à volume constant Kits de conversion Pour permettre des essais sur éprouvettes de plus faible diamètre dans des cellules dia. 70 mm, 100 mm et 150 mm. Le kit comporte une embase inférieure, une embase supérieure et des tubulures pour drainage. 28-WF4070/1 Kit de conversion pour éprouvettes dia. 38 mm dans cellule dia. 70 mm 28-WF WF4070/2 Kit de conversion pour éprouvettes dia. 50 mm dans cellule dia. 70 mm 28-WF WF4100/1 Kit de conversion pour éprouvettes dia. 50 mm dans cellule dia. 100 mm 28-WF WF4100/2 Kit de conversion pour éprouvettes dia. 70 mm dans cellule dia. 100 mm 28-WF WF4150/1 Kit de conversion pour éprouvettes dia.100 mm dans cellule dia. 150 mm 28-WF4150 Accessoire z 28-WF4050/1 Accouplement de connexion entrées à cellule triaxiale (3 pièces) Caractéristiques principales - Cellule nervurée Pour protection optimale avec air comprimé - Pression de service maxi kpa et 3400 kpa (28-WF4070) - Système de serrage chambre original qui évite les tensions anormales sur corps de cellule 28-WF WF WF

28 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Essais triaxiaux : Cellules triaxiales et accessoires (suite) 28 CELLULES TRIAXIALES NERVUREES POUR EPROUVETTES JUSQU A DIA. 150 MM. Suite ACCESSOIRES POUR CELLULES TRIAXIALES NERVUREES Description Pour éprouvettes Ø 38mm Ø 50 mm Ø 70 mm Ø 100mm Ø 150 mm Modèle de cellule 28-WF WF WF WF WF4150 Embase inférieure 28-WF WF WF WF WF4151 Embase supérieure (1) 28-WF WF WF WF WF4152 Disque plexi 28-WF WF WF WF WF4153 Paire de disques poreux 28-WF WF WF WF WF4154 Membranes (10 pcs) 28-WF WF WF WF WF4155 Collier de serrage (10 pcs) 28-WF WF WF WF WF4156 Tendeur de membrane 28-WF4031/A 28-WF4051/A 28-WF4071/A 28-WF4101/A 28-WF4151/A Outil de fixation collier 28-WF4031/B 28-WF4051/B 28-WF4071/B 28-WF4101/B 28-WF4151/B Moule en 3 parties (mise en place) 28-WF4031/C 28-WF4051/C 28-WF4071/C 28-WF4101/C 28-WF4151/C Moule en 2 parties (arasage) 28-WF4031/D 28-WF4051/D 28-WF4071/D 28-WF4101/D 28-WF4151/D Filtres latéraux (50 pcs) 28-WF4031/E 28-WF4051/E 28-WF4071/E 28-WF4101/E 28-WF4151/E Papiers filtres (100 pcs) 28-WF4031/F 28-WF4051/F 28-WF4071/F 28-WF4101/F 28-WF4151/F Echantillonneur manuel 28-WF4031/G 28-WF4051/G 28-WF4071/G 28-WF4101/G 28-WF4151/G (1) incluant tubulures de drainage Note. Cellule triaxiale et accessoires pour éprouvettes dia. 35 mm disponible sur demande. Cellule triaxiale Drainage supérieur Filtre papier pour drainage latéral Embase supérieure Eprouvette Pierre poreuse Membrane Accessoires pour cellule triaxiale Contrepression Pression interstitielle Embase Base de cellule Bâti de presse Pierre poreuse Collier de serrage Pression intersitielle 28-WF4051/4 87

29 28 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial... Essais triaxiaux : Cellules triaxiales et accessoires (suite) CELLULES TRIAXIALES. TRI-CELL PLUS Spécialement conçues pour recevoir des capteurs du type Bender elements et des capteurs électroniques à l intérieur de la cellule. Description générale Les cellules TRI-CELL Plus acceptent des éprouvettes jusqu à un diamètre de 150 mm. La conception de ce type de cellule assure un alignement vertical parfait du piston, le maintien de la chambre étant indépendant de la bride supérieure. La chambre plexi est nervurée pour garantir une déformation minimale lors de l essai et pour résister au risque d explosion en utilisation avec systèmes d air comprimé. L embase inférieure d une cellule TRI-CELL Plus comporte un anneau avec 6 sorties de câbles de capteurs (par ex. déformations axiale et radiale, pression intersititielle à mi-hauteur, etc.) ou pour mesures avec capteurs type Bender elements (voir page 90). Ce type peut également servir lors d essais d extension. L espace entre éprouvette et chambre plexi devra être plus important lors de la mise en place de capteurs montés directement sur éprouvette. Nous recommandons de ce fait de choisir une cellule de diamètre nominal supérieur à celui de l éprouvette, avec les adaptateurs adéquats décrits dans le tableau ci-dessous. 28-WF4070/P Cellule TRI-CELL Plus pour éprouvette dia. 70 mm ; pression maxi 3400 kpa, avec sorties de câbles capteurs 28-WF4100/P Cellule TRI-CELL Plus pour éprouvette dia. 100 mm ; pression maxi 2000 kpa, avec sorties de câbles capteurs 28-WF4150/P Cellule TRI-CELL Plus pour éprouvette dia. 150 mm ; pression maxi 2000 kpa, avec sorties de câbles capteurs Accessoire z 28-WF4005/E Accessoire pour essai d extension, pour connexion directe du piston de la cellule nervurée z 28-WF4050/1 Accouplement de connexions d entrées (3 pièces) - Anneau inférieur à 6 sorties de câbles de capteur - Adaptée aux essais avec capteurs type Bender elements - Pression maxi 3400 kpa (modèle 28-WF4070/P) et 2000 kpa (modèles 28-WF4100/P et 28-WF4150/P) ACCESSOIRES POUR TRI-CELL PLUS 28-WF4070/P Modèle cellule Eprouvette dia. Embase inférieure Embase supérieure Disque plexi Kit de conversion(**) Embase supérieure dia. nominal à 2 drainages inférieur(*) type à vide(***) 28-WF4070/P 38 mm WF WF4070/1 28-WF4032/V 70 mm 50 mm WF WF4070/2 28-WF4052/V 70 mm 28-WF WF WF WF4072/V 28-WF4100/P 50 mm WF WF4100/1 28-WF4052/V 100 mm 70 mm WF WF4100/2 28-WF4072/V 100 mm 28-WF WF WF WF4102/V 28-WF4150/P 100 mm WF WF4150/2 28-WF4102/V 150 mm 150 mm 28-WF WF WF WF4152/V (*) au lieu du disque poreux pour essais UU (**) comportant embase inférieure, embase supérieure et tubulures drainage (***) requis pour essais d extension (contrainte axiale appliquée inférieure à la pression cellulaire) ACCESSOIRES POUR EPROUVETTES Eprouvette Disques poreux Membranes Colliers de Tendeur de Outil de Moule en Moule en Filtres latéraux Papier filtre Echantillonneur dia. (paire) caoutchouc serrage membrane fixation 3 parties 2 parties (50 pièces) (100 pièces) manuel (*) (10 pièces) (10 pièces) collier (arasage) 38 mm 28-WF WF WF WF4031/A 28-WF4031/B 28-WF4031/C 28-WF4031/D 28-WF4031/E 28-WF4031/F 28-WF4031/G 50 mm 28-WF WF WF WF4051/A 28-WF4051/B 28-WF4051/C 28-WF4051/D 28-WF4051/E 28-WF4051/F 28-WF4051/G 70 mm 28-WF WF WF WF4071/A 28-WF4071/B 28-WF4071/C 28-WF4071/D 28-WF4071/E 28-WF4071/F 28-WF4071/G 100 mm 28-WF WF WF WF4101/A 28-WF4101/B 28-WF4101/C 28-WF4101/D 28-WF4101/E 28-WF4101/F 28-WF4101/G 150 mm 28-WF WF WF WF4151/A 28-WF4151/B 28-WF4151/C - 28-WF4151/E 28-WF4151/F - (*) comportant trousse coupante, réceptacle et piston d extraction 88

30 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Capteurs de mesure sur éprouvette 28 CAPTEURS DE DEFORMATIONS SUR EPROUVETTE L ensemble comporte deux capteurs de déformations axiales et un de déformation radiale. Lors d essais triaxiaux conventionnels, la détermination de la rigidité axiale est basée sur des mesures externes. Cette méthode induit des erreurs liées à la mise en place des deux pierres poreuses, au système de mise en charge et de mesure. De plus, les deux extrémités de l éprouvette se déforment différemment du tiers médiant où les capteurs de déformation sont montés et qui donne une mesure réaliste. Les capteurs de déformations axiales et radiale permettent une mesure très précise des déformations, et ce, directement sur l éprouvette. Ces capteurs devront être utilisés avec une cellule du type TRI-CELL Plus (voir page 88) et une Unité d acquisition telle que notre modèle GEODATALOG décrit en page 116. Capteurs de déformations sur éprouvette pour essais statiques : Entrée : 10 V CC Sortie : ± 250 mv Linéarité : ± 0.25 % Coef. température : ± 0.01 %/PE/deg. C Résolution : 1 micron 28-WF4109/K Capteurs de déformations sur éprouvette pour essais statiques 28-WF4079/K 28-WF4109/K 28-WF4159/K Kit capteurs de déformations sur éprouvette dia. 70 mm, comportant 2 capteurs axiaux et 1 radial, anneau extensométrique radial, fixations axiales et connecteurs pour GEODATALOG* Kit capteurs de déformations sur éprouvette dia.100 mm, comportant 2 capteurs axiaux et 1 radial, anneau extensométrique radial, fixations axiales et connecteurs pour GEODATALOG* Kit capteurs de déformations sur éprouvette dia.150 mm, comportant 2 capteurs axiaux et 1 radial, anneau extensométrique radial, fixations axiales et connecteurs pour GEODATALOG* * Vous référer page 116 N O T E Les capteurs de déformations sur éprouvette pour essais dynamiques sont décrits en page

31 28 Capteurs de mesure sur éprouvette (suite) ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial.... BENDER ELEMENTS Applications Les bender elements permettent la mesure du module de cisaillement maximal (Gmax) d un échantillon de sol et, à partir de là, la détermination de la rigidité du sol. Le Gmax est généralement associé à des niveaux de déformation en cisaillement de l ordre de % et est un paramètre prépondérant pour des analyses de microdéformations dynamiques, permettant de prédire le comportement d un sol ou d une structure lors de tremblements de terre, explosions ou vibrations générées par des machines ou le trafic. Description générale Un bender element est un capteur piezoélectrique capable de convertir une énergie mécanique (mouvement) en énergie électrique et vice versa. Un bender element comporte deux plaques fines piezoélectriques reliées de façon rigide avec des surfaces conductrices entre elles et sur la surface externe. La polarisation du matériau céramique de chaque plaque et les connexions conduisent à ce qu un courant électrique appliqué a pour effet d allonger l une des plaques et à raccourcir l autre. Cela résulte en une déformation en flexion plus significative que le changement de longueur de l une des plaques. Par ailleurs, lorsqu un bender element est soumis à une flexion, une plaque subira une sollicitation en traction et l autre en compression, générant un signal électrique mesurable. Dans notre application les bender elements sont encapsulés et montés dans des inserts, fixés sur les embases inférieures et supérieure d une cellule triaxiale. Les deux protubérances sont enfoncées dans l éprouvette de sol. Lors d une excitation, les bender elements subissent une flexion et poussent le sol dans une direction perpendiculaire à la longueur de l élément, produisant une onde de cisaillement qui se propage parallèlement à la longueur de l éprouvette. A l autre extrémité de l éprouvette, un deuxième bender element subit une flexion et génère un signal électrique mesurable. La propagation de l onde de cisaillement dans un corps élastique nous indique la valeur du module de cisaillement Gmax à partir de la mesure de la vitesse de propagation de l onde de cisaillement V s par l équation : G max = ρ (Vs) 2 ou ρ est la densité du sol. Le système consiste en un transmetteur soumis à une excitation pour produire les ondes de cisaillement traversant l éprouvette et un récepteur. Le temps de transmission du signal est évalué à l aide d un logiciel spécifique. Le système complet d alimentation et de mesure bender element 28-WF4190 comporte : - un générateur de forme d onde - une interface de conversion A/D pour transfert PC - un logiciel oscilloscope virtuel - des câbles de connexion. Fonction générateur Amplitude Volts Bender element Temps t l Oscilloscope virtuel Bender element t G max = Vs 2. ρ où V s = Vitesse et ρ = densité Bender elements Résultats d essais sur argile avec Bender elements à une fréquence de 1 khz Fréquence réglée à 3 khz 90

32 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Capteurs de mesure sur éprouvette (suite) 28 BENDER ELEMENTS suite Cellule TRI-CELL Eprouvette dia. Embase supérieure et inférieure avec bender elements Plus Standard pour essai A vide pour compression de compression et extension 28-WF4070/P 50 mm 28-WF4057/B 28-WF4058/B 70 mm 70 mm 28-WF4077/B 28-WF4078/B 28-WF4100/P 70 mm 28-WF4077/B1 28-WF4078/B1 100 mm 100 mm 28-WF4107/B 28-WF4108/B 28-WF4150/P 150 mm 28-WF4157/B 28-WF4158/B 150 mm Accessoires z 28-WF4190 Système d alimentation et de mesure Les Bender elements doivent être alimentés par un générateur de forme d onde. Le signal de sortie est converti en digital, transmis à un PC par un interface et traité avec un logiciel oscilloscope virtuel. Le système complet comporte donc un générateur de forme d onde, une interface de conversion A/D pour transfert PC, un logiciel oscilloscope virtuel et des câbles de connexion. PC à prévoir. Interface analogique - PC CAPTEUR DE PRESSION INTERSTITIELLE A MI-hAUTEUR 28-WF4159/M Capteur de pression interstitielle à mi-hauteur Ce type de capteur est appliqué directement sur l éprouvette, de préférence à mi-hauteur. Cela permet une mesure directe de la pression interstitielle sans influence des effets liés aux extrémités. Le capteur est constitué d un élément céramique collé sur un disque poreux à passage d air 1 bar et logé dans un boîtier en acier inoxydable. Le câble du capteur comporte une embase de connexion pour utilisation avec une cellule TRI-CELL Plus. 28-WF4159/M Spécifications Gamme de pression : 1000 kpa Excitation : 10 V Sortie : 2 mv/v Linéarité : 0.1 % PE Répétabilité : 0.1 % PE Température : 0.01 %/ C 91

33 28 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial... Systèmes de mise en pression 28-WF4300 Hydromatic, Générateur hydraulique de pression autonome Description Le générateur de pression autonome Hydromatic est une source de pression hydraulique jusqu à 3500 kpa et peut simultanément mesurer la variation de volume de l éprouvette durant l essai ; ce dispositif est une alternative aux systèmes traditionnels tels que colonnes à mercure, air comprimé ou jeu de poids. Il comporte un vérin hydraulique asservi par un moteur pas à pas par l intermédiaire d une vis à bille. La commande est assurée par une unité de contrôle Automax à microprocesseur qui permet une utilisation autonome et peut être aisément connecté à un autre ensemble triaxial. En fin de course du piston, un automatisme recharge la pression visée indépendamment de la déformation à laquelle est soumise la cellule triaxiale. Le générateur de pression autonome Hydromatic comporte : - un capteur de pression 3500 kpa (pour l asservissement à boucle fermée) connecté à l Automax - un bloc désaérateur - 2 électrovannes ON/OFF : une montée sur le système de désaération d eau, l autre à la cellule triaxiale (pression cellulaire ou contrepression) - tube nylon dia. 8x6 mm pour liaison système de désaération avec cellule - raccords rapides pour cellule triaxiale nervurée ou Tri-Cell Plus* L unité de contrôle Automax présente : - l affichage de la pression en temps réel - l avance lente/rapide pour augmenter/ diminuer la pression (à l aide du clavier à membranes 10 touches) - sécurité de surcourse 28-WF4300 Principales caractéristiques - Générateur de pression jusqu à 3500 kpa pour essai triaxial ou de perméabilité - Mémorisation des mesures de pression et de variation de volume (visualisation en temps réel) - Connexion temporaire ou continue à un PC pour transfert avec différents - possibilité de programmation rampe ou cycles de pression en fonction du temps - différents modes d étalonnage (linéaire ou polynomial) - différents protocoles de transfert PC via port série RS232 (en temps réel ou en différé) - recharge automatique du piston - mémoire RAM avec batterie, horloge date/ heure active même instrument éteint - affichage digital de grande dimension 240x128 pixels pour visualisation en temps réel. Le système peut être utilisé pour différents types d essais tels que triaxial saturé et non saturé (en cellule triaxiale ou de perméabilité voir page 98 et 99) et peut s adapter à tout ensemble existant. protocoles via port série RS232 - Possibilité de programmation de rampes et de cycles de pressions - Adaptation aisée sur tout ensemble existant - Peut s intégrer ultérieurement dans un système AUTOTRIAX (vous référer en section 29) Spécifications Pression de sortie : jusqu à 3500 kpa Précision pression : ± 0.1 % de la pleine échelle Précision volume : 0.1 cm 3 Résolution : div. Volume : 250 cm 3 Transfert PC : via RS 232 Alimentation : V/50-60Hz/1ph b Dimensions hors tout : 601x138x163 mm (Lxlxh) + AUTOMAX 208x198x143 mm (Lxlxh) a Poids : 7 kg * adaptateurs pour cellules triaxiales disponibles sur demande 92

34 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Systèmes de mise en pression 28 GENERATEUR DE PRESSION huile/eau 28-WF4312 Générateur de pression huile/eau pour pression maxi kpa. 240 V, 50 Hz, 1 ph. 28-WF4314 Idem que ci-dessus, mais 110 V, 60 Hz, 1 ph. 28-WF4302 Générateur de pression huile/eau pour pression maxi kpa. 240 V, 50 Hz, 1 ph. 28-WF4304 Idem que ci-dessus, mais 110 V, 60 Hz, 1 ph. Description générale et spécifications Cet appareil permet la production et le réglage précis d une pression constante par un système de contre-pression à masse inerte du type à ressort réglable connecté à une pompe et à un échangeur huile/eau. Il comprend : une pompe hydraulique (motorisée) ; un ensemble piston/ressort ; un réservoir échangeur huile/eau ; des vannes ; un manomètre de précision dia. 100 mm ; 2 kg d huile. Gamme de pression: et kpa Puissance: 35 W b Dimensions: 310x300x400 mm a Poids: 16 kg - Génère et contrôle automatiquement une pression imposée jusqu à 3500 kpa (ou 1700 kpa) avec une tolérance de +/- 0.5 % - Grande stabilité dans le temps - Réglage pression par bouton cranté - Pression ajustable en continu - Pas de nécessité de poids ni étalonnage Accessoires z 28-WF4302/1 Huile haute viscosité. 5 kg z 28-WF4191 Tube nylon dia. 8x6 mm, rouleau de 10 m z 28-WF4050/1 Raccord pour connexion cellule GÉNÉRATEUR DE PRESSION AIR/EAU À MEMBRANE 28-WF4320 Générateur de pression air/eau à membrane Description générale et spécifications Permet d appliquer une pression cellulaire maximale de 1000 kpa à une éprouvette. Les avantages principaux de cet appareil sont : - Très grande précision - Simplicité d utilisation - Extension possible du système aisée et relativement bon marché - Possibilité d utilisation d eau désaérée avec membrane - Capacité de réservoir conséquente permettant des essais de longue durée et sur éprouvettes de grandes dimensions. Cet instrument agit comme réservoir/interface entre l air comprimé, utilisé comme source de pression, et l eau générant la pression cellulaire. PANNEAUX DE DISTRIBUTION DE PRESSION Introduction La gamme de panneaux de distribution d eau a été conçue pour une utilisation aisée. Ils comportent des raccords rapides facilitant la reconnexion des lignes eau et air dans le système. Des couleurs de tubulures distinguent les circuits d air et d eau pour guider l opérateur. Il y a lieu de compléter l ensemble soit avec un manomètre type Bourdon dia. 200 mm, gamme kpa, div. 5 kpa (28-WF4330/1) ou un manomètre digital à résolution 1 kpa (28-WF4330/2). Disponibles en deux versions : pour deux ou trois lignes de pression 28-WF4330 Panneau de distribution pour deux lignes de pression, avec régulateurs d air et sorties Dimensions 510x454x184 mm, poids 10 kg 28-WF4331 Panneau de distribution pour trois lignes de pression, avec régulateurs d air et sorties Dimensions 690x454x184 mm, poids 15 kg 28-WF4330/1 Manomètre Bourdon dia. 200 mm, gamme kpa, div. 5 kpa 28-WF4330/2 Manomètre digital, div. 1 kpa 28-WF4320 Accessoires et pièces de rechange z 28-WF4191 Tube nylon dia. 8x6 mm, rouleau de 10 m z 28-WF0490 Tube nylon dia. 6x4 mm, rouleau de 20 m z 28-WF4320/1 Membrane caoutchouc de rechange pour 28-WF WF4331 avec 28-WF4330/2 Pièces de rechange z 28-WF4330/3 Régulateur de pression d air, 150 psi, 1500 kpa avec raccords pour tube dia. 8 mm ext. 28-WF

35 28 Désaération d eau ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial.... SyStème tèmes de désaération d eau Nous proposons deux systèmes différents, tous deux à utiliser en conjonction avec les réservoirs désaérateurs de 7 ou 23 litres : - Pompe à vide et piège à eau pour collecter les vapeurs d eau condensée. Le réservoir d eau sera placé en hauteur pour remplir le système par gravité. - Modèle incorporant pompe à vide / compresseur et vannes. La pompe à vide est utilisée en tant que petit compresseur pour activer l eau désaérée à partir du réservoir désaérateur (placé à n importe quelle hauteur) vers le système (panneaux de pression, générateurs, etc.) 28-WF4202 Appareil de désaération d eau. 240 V, Hz, 1 ph. 28-WF4204 Idem que ci-dessus, mais. 110 V, 60 Hz, 1 ph. Description générale et spécifications Cet appareil comporte le compresseur/ pompe à vide, le piège à eau et les vannes. Il sera connecté à un réservoir désaérateur. La fonction double assurée par cet ensemble apporte l énorme avantage que le réservoir désaérateur peut être placé n importe où, et que le remplissage en eau désaérée du système est très rapide par simple actionnement d une vanne. b Dimensions: 375x240x250 mm RÉSERVOIRS DÉSAÉRATEURS 28-WF4220 Réservoir désaérateur cap. 7 litres 28-WF4221 Réservoir désaérateur cap. 23 litres Description générale et spécifications Utilisé conjointement avec une source de vide, ce dispositif permet une évacuation efficace et rapide de l air contenu dans l eau. Le réservoir désaérateur se compose d un cylindre plexiglas équipé d une buse d entrée d eau, d une sortie d air et d une sortie d eau. Un système d obtention du vide est connecté à l évacuation d air et l eau est aspirée dans le réservoir au travers de la buse. Le vide évacue l air de l eau. Livré sur support mural. a Poids: 3/14 kg PANNEAU DE CONNEXION POMPE/ RESERVOIR DESAERATEUR 28-WF4225 Panneau de connexion pompe à vide/ réservoir désaérateur Description générale Comprend raccords de connexion à l alimentation d eau, à la pompe à vide et au réservoir d eau désaérée. b Dimensions: 510x200x30 mm a Poids: 3 kg POMPES A VIDE 28-WF2001 Pompe à vide. 240 V, 50 Hz, 1 ph. 28-WF2001/Z Idem que ci-dessus, mais 110 V, 60 Hz, 1 ph. Spécifications Vitesse de pompage: 75 l/min Vide limite: 0.1 mbar Puissance: 180 W b Dimensions: 345x155x215 mm a Poids: 12 kg 28-WF2064 Tuyau à vide caoutchouc dia x 6.5 mm, longueur 2 m PIEGE A EAU 28-WF0491/2 Piège à eau Pour collecter les vapeurs d eau condensée. A utiliser avec réservoirs désaérateurs 28-WF4220 et 28-WF4221 et la pompe à vide. a Poids: 10 kg Système de désaération d eau 28-WF0491/2 Piège à eau 28-WF WF4191 Tube nylon Eau courante Ligne de vide Ligne eau désaérée 28-WF WF4225 Evacuation vide 28-WF4202 Panneaux de distribution 28-WF WF WF2064 Tuyau caoutchouc Alimentation eau 94

36 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Changement de volume / compresseur 28 MESURE DE LA VARIATION DE VOLUME 28-WF4410 COMPRESSEURS D AIR ET ACCESSOIRES Appareil de mesure de variation de volume Nous proposons deux modèles distincts : standard 28-WF4400 et électronique 28-WF4410 indiqué pour connexion à un affichage digital ou un système d acquisition et de traitement de données tel que notre modèle GEODATALOG 30-WF6016 (vous référer page 116). 28-WF4400 Appareil de mesure de variation de volume à 2 burettes Description générale et spécifications Comporte deux tubes de mesure avec burette interne de 25 ml et tube externe en matériau acrylique. Les burettes sont reliées directement à un système inverseur à vannes permettant d inverser le sens de l interface dans les burettes sans affecter celui de l eau venant ou allant vers la cellule triaxiale. Comprend également une vanne by-pass lorsque la mesure de la variation de volume n est pas requise. Pression de service maxi. 10 bar. Les burettes sont de Classe A. b Dimensions: 130x682x87 mm a Poids: 3 kg Description générale et spécifications Connecté à un système d affichage ou d acquisition de données adéquat, cet appareil délivre un signal électrique directement proportionnel au débit d eau le traversant. Il comprend un piston relié à un capteur de déplacement course 25 mm ajusté dans une chambre calibrée de telle manière que la course du piston soit exactement proportionnelle au volume d eau de cette chambre. L appareil comporte un panneau frontal avec vannes d inversion pour mesure du flux d eau dans les deux directions. Pour une utilisation avec un système triaxial automatique, une autre version est disponible : 29-WF4412 avec électrovannes pour contrôle à distance de l inversion de flux (vous référer page 107). Capacité: 100 cm 3 Alimentation de capteur : jusqu à 12 V CC Précision : ± 0.1 ml b Dimensions: 260x280x400 mm (lxpxh) a Poids: 5 kg 86-D2015 Compresseur d air de laboratoire, pression maxi. 10 bar, capacité 50 l. 240 V, 50 Hz, 1 ph. 86-D2015/Z Idem que ci-dessus, mais 110 V, 60 Hz, 1 ph. Spécifications Pression maxi. : 1000 kpa Pression de service constante: 800 kpa Capacité du réservoir: 50 litres Débit d air maxi.: 246 l/min Puissance: 1500 W b Dimensions: 985x395x820 mm (Lxlxh) a Poids : 62 kg 28-WF2016/1 Raccord pour compresseur : 1/2 BSP sur tube nylon dia. 8x6 mm 28-WF2016/2 Filtre à air/piège à eau pour compresseur 86-WF2016/A 28-WF WF4410 Accessoire z 28-WF4400/1 Rouge hydrocarbone soluble Pour 500 ml 86-WF2016/2 95

37 28 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial... Mesure de pression interstitielle MESURE DE PRESSION INTERSTITIELLE La pression interstitielle peut être déterminée avec une unité de lecture électronique digitale 28-WF4450, alimentée par batterie sur laquelle est connecté un capteur de pression 28-WF6300 relié à un bloc désaérateur 28-WF4459, monté sur la cellule triaxiale. 28-WF4450 Unité d affichage digital 3 voies pour pression interstitielle. Alimentation par batterie. Description générale et spécifications Le capteur de pression digital comporte un circuit analogique stable et un convertisseur A/D 16 bits à divisions. L unité est alimentée par piles d une autonomie d une année, grâce aussi à la fonction d auto-extinction active lorsqu aucune mesure nouvelle n est détectée au bout de 30 minutes. Unité à connecter à un capteur de pression type 28-WF6300 avec bloc désaérateur 28-WF4459. Prévue en version 3 voies, l unité 28-WF4450 comporte un sélecteur multiplexeur. Spécifications Affichage : 4x20 caractères Unité de mesure (programmable) : mbar, bar, MPa, kpa, psi Précision : ± 0.20 % de la pleine échelle Nb de lectures : 50 par seconde b Dimensions (lxpxh): 120x130x75 mm a Poids: 1 kg CAPTEURS DE PRESSION PRESSURE TRANSDUCERS 28-WF6300 Capteur de pression, 10 bar 28-WF6301 Capteur de pression, 20 bar 28-WF6302 Capteur de pression, 35 bar 28-WF4459 Bloc désaérateur pour capteur de pression, à utiliser avec cellule triaxiale standard - Programmable en unités métriques ou impériales - Alimentation par batteries - Mémorisation de maximum (positif ou négatif) 28-WF4450 avec trois 28-WF WF6300 avec 28-WF4459 (cellule triaxiale standard) Accessoires z 30-WF6044 Câble de connexion 12 m pour capteur z 30-WF6042 Câble de connexion 6 m pour capteur 28-WF6300 avec 28-WF6310 (cellule triaxiale nervurée) 96

38 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Consolidation d éprouvettes 28 CONSOLIDATION D EPROUVETTES q NORMES ASTM D / BS 1377: Part 8: 1990 / CEN-ISO/TS WF0493 Bâti de consolidation 3 cellules Description générale Cet appareil a été conçu pour réduire la durée d essai triaxial lorsqu une seule presse est disponible. Il permet d effectuer simultanément la phase de consolidation de trois éprouvettes pour essais CU et CD où : - Le tassement vertical de l éprouvette doit être mesuré - La consolidation anisotrope doit être réalisée. Composé d un bâti métallique avec trois dispositifs de chargement et plateaux de centrage pour nos cellules triaxiales (28-WF0410/A, 28-WF0411/A, 28-WF0416/A, 28-WF4050, 28-WF4070, 28-WF4100) recevant des éprouvettes dia. 35 à 100 mm. Cet appareil peut également être utilisé pour d autres marques de cellules triaxiales à condition qu elles comportent un trou de centrage de dia. 13 mm et de 3 mm de profondeur. Chaque poste de consolidation peut recevoir un bras de levier permettant de réduire le nombre de masses fendues en consolidation anisotrope (voir accessoires). Les masses pourront être placées sur le support central ou latéral. La conception de l ensemble a été réalisée de telle manière qu il soit équilibré sans nécessité de contrepoids. Dimensions du bâti : 1300x585 mm b Dimensions hors tout (hxpxl): 1300x800x970 mm a Poids total: 145 kg. 28-WF0493 avec trois cellules triaxiales, comparateurs, bras de levier et masses Accessoires Code Description - Consolidation anisotrope simultanée de trois éprouvettes triaxiales - Réduction de la durée d essai si une seule presse triaxiale est disponible - Accepte cellules triaxiales pour éprouvettes jusqu à dia. 100 mm - Conception ergonomique pour économie de place dans le laboratoire. 28-WF0493 Détail de la partie supérieure du bâti avec bouton de réglage pour ajuster et positionner le bras de levier des différentes cellules. Le plateau de centrage peut également recevoir d autres marques de cellules à condition qu elles comportent un trou de centrage de dia. 13 mm, profondeur 3 mm. Masses fendues 28-WF0493/1 Jeu de masses fendues pour éprouvettes dia. 35 à 70 mm. Chaque jeu, destiné à un emplacement avec bras de levier, comporte : Qté 4 Masse fendue en acier 250 g Qté 4 Masse fendue en acier 500 g Qté 4 Masse fendue en acier 1 kg Qté 4 Masse fendue en acier 2 kg Qté 4 Masse fendue en acier 4 kg 28-WF0493/2 Jeu de masses fendues, additionnel pour éprouvettes jusqu à dia. 100 mm. Chaque jeu, destiné à un emplacement avec bras de levier est utilisé en complément du jeu de poids 28-WF0493/1 pour consolidation anisotrope d éprouvettes de grandes dimensions. Il comporte : Qté 4 Masse fendue en acier 8 kg Bras de levier 28-WF0493/3 Bras de levier rapport 10:1. Utilisé pour amplifier la charge axiale sur l éprouvette contenue dans la cellule triaxiale. Comporte également un vérin à vis avec manivelle. Comparateurs et capteurs de déplacement 30-WF6402 Comparateur 30x0.01 mm 30-WF6403 Comparateur 50x0.01 mm 30-WF6208 Capteur de déplacement course 25 mm 30-WF6209 Capteur de déplacement course 50 mm 28-WF1048/T Etrier de montage pour comparateur ou capteur de déplacement Dispositif de maintien 28-WF0410/A4 Dispositif de maintien du piston de la cellule triaxiale en contact avec l éprouvette (pour cellules 28-WF0410/A et 28-WF0416/A). Vue détaillée du 28-WF0493/3 bras de levier 10 :1 97

39 28 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial... Cellules de perméabilité pour utilisation normale ou pour sols contaminés CELLULES DE PERMEABILITE Les cellules de perméabilité sont disponibles avec accessoires soit en laiton soit en acier inoxydable pour des matériaux contaminés. Les embases supérieures et inférieures sont également livrables dans ces deux versions. Il est souhaitable d utiliser une cellule interface entre le panneau de contrôle et la cellule de perméabilité pour piéger les substances agressives. La cellule interface retient également les émanations de vapeurs toxiques dans le laboratoire. 28-WF0194/A Cellules de perméabilité avec vannes en laiton pour utilisation normale 28-WF0194/B Cellules de perméabilité avec vannes en inox pour sols contaminés EMBASES SUPERIEURES ET INFERIEURES Code Utilisation Eprouvette dia. 28-WF0194/A1 Normale 70 mm 28-WF0194/A2 Normale 100 mm 28-WF0194/B1 Sols contaminés 70 mm 28-WF0194/B2 Sols contaminés 100 mm Accessoires 70 mm 100 mm Disques poreux 28-WF WF4104 Membranes (10 pces) 28-WF WF4105 Colliers (10 pces) 28-WF WF4106 Outil fixation collier 28-WF4071/B 28-WF4101/B Tendeur de membrane 28-WF4071/A 28-WF4101/A Moule en 2 parties 28-WF4071/D 28-WF4101/D ACCESSOIRE POUR ESSAIS SOLS CONTAMINES Code Poids 28-WF0194/3 Cellule interface pour 3 kg matériaux toxiques CONFIGURATION TYPE D UN ENSEMBLE D ESSAIS DE PERMEABILITE POUR UTILISATION NORMALE OU POUR SOLS CONTAMINES Code Description Qté 28-WF0194/A 28-WF0194/3 28-WF0194/A Cellule de perméabilité, vannes laiton 1 28-WF0194/B Cellule de perméabilité, vannes inox* 1 28-WF0194/A2 Embases supérieure et inférieure 1 28-WF0194/B2 Embases supérieure et inférieure* 1 28-WF0194/3 Cellule interface pour sols contaminés* 2 28-WF4105 Membranes caoutchouc (10 pces) 1 28-WF4106 Colliers de serrage (10 pces) 1 28-WF4101/A Tendeur de membrane 1 28-WF4101/D Moule en 2 parties 1 28-WF4101/B Outil de fixation collier 1 28-WF6300 Capteur de pression 10 bar 2 28-WF6310 Bloc désaérateur 2 28-WF4450 Unité d affichage digital 3 voies 1 28-WF4331 Panneau de distribution 3 lignes de pression 1 28-WF4330/2 Manomètre digital 1 28-WF4400 Appareil de mesure de variation volume à 2 burettes 2 28-WF4220 Réservoir désaérateur 7 litres 1 28-WF4202 Appareil de désaération d eau 1 28-WF4191 Tube nylon dia. 8x6 mm, rouleau de 10 m 2 86-D2015 Compresseur d air, cap. 50 litres 1 28-WF2016/5 Filtre à air/piège à eau pour compresseur 1 28-WF4320 Générateur de pression air/eau à membrane 3 * Pour essais sur sols contaminés uniquement 98

40 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Détermination de la perméabilité avec cellule triaxiale 28 DETERMINATION DE LA PERMEABILITE AVEC CELLULE TRIAXIALE q NORMES ASTM D5084 / BS 1377:6 / CEN-ISO/TS17892:11 Essais de perméabilité sur matériaux poreux saturés en eau Le système a été développé pour permettre les mesures en laboratoire de la conductivité hydraulique (coefficient de perméabilité) de matériaux poreux saturés en eau. L essai est effectué en utilisant une cellule triaxiale spéciale équipée de 5 vannes à volume constant : 2 pour drainage supérieur, 2 pour drainage à la base et 1 pour pression cellulaire. La cellule est reliée à trois systèmes de pression indépendants pour le fluide cellulaire, la ligne de drainage supérieure et inférieure. Le système complet comprend : - cellule triaxiale de perméabilité pour éprouvettes dia. 38 à 100 mm - panneau de contrôle de pression, 3 lignes - panneau triple à burettes - générateur de pression à membrane - système de désaération et accessoires. L essai peut également être réalisé avec trois cellules de perméabilité. Vous référer au tableau pour un ensemble d essai complet. CONFIGURATION TYPE D UN ENSEMBLE D ESSAIS DE PERMEABILITE AVEC CELLULE TRIAXIALE DIA. 70 MM Code Description Qté 28-WF4070 Cellule triaxiale nervurée dia. 70 mm 1 28-WF4071 Embase inférieure 1 28-WF4072 Embase supérieure avec tubulures drainage 1 28-WF4074 Paire de disques poreux 1 28-WF4075 Membranes caoutchouc (10 pces) 1 28-WF4076 Colliers de serrage (10 pces) 1 28-WF4071/A Tendeur de membrane 1 28-WF4071/B Outil de fixation collier 1 28-WF4071/C Moule en 3 parties (mise en place) 1 28-WF4071/D Moule en 2 parties (arasage) 1 28-WF4071/F Papiers filtres (100 pces) 1 28-WF4071/G Echantillonneur manuel 1 28-WF6300 Capteur de pression 2 28-WF6310 Bloc désaérateur 2 28-WF4450 Unité d affichage digital 3 voies 1 28-WF4331 Panneau de distribution 3 lignes de pression 1 28-WF4330/2 Manomètre digital 1 28-WF4320 Générateur de pression air/eau à membrane 3 28-WF4400 Appareil de mesure de variation de volume à 2 burettes 2 28-WF4221 Réservoir désaérateur 23 litres 1 28-WF2001 Pompe à vide 1 28-WF0491/2 Piège à eau 1 28-WF2064 Tuyau caoutchouc 1 28-WF4225 Panneau de connexion pompe/réservoir désaérateur 1 86-D2015 Compresseur d air 1 28-WF2016/2 Filtre à air/piège à eau 1 28-WF0490 Tube nylon dia. 6x4 mm, rouleau de 20 m 2 Essais de perméabilité avec cellule triaxiale 28-WF4221 Air Comprimé 28-WF4330/2 28-WF WF4225 Pression cellulaire Eau désaéréé Alimentation eau Source vide 28-WF WF4400 Drainage inférieur Drainage supérieur 28-WF

41 28 Essais non-saturés ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial... ESSAIS NON-SATURES Introduction La plupart des ouvrages et des cours de mécanique des sols partent sur l hypothèse de sols saturés, alors que dans beaucoup de pays du monde les sols sont non-saturés : en particulier en zones tropicales ou arides ou lorsque les sols sont situés au-dessus de la nappe phréatique en zones tempérées. Dans un sol saturé, tous les pores interstitiels sont remplis d eau. Au contraire, un sol non-saturé contiendra de l air et de l eau. La présence de forces de tensions superficielles dans l interface air/eau conduira à la coexistence de pressions différentes dans l air et dans l eau. Sur site, en condition non-saturée, la pression interstitielle de l air est généralement à pression atmosphérique alors que la pression de l eau est inférieure. Comme la pression atmosphérique est généralement considérée comme pression nulle, la pression de l eau sera négative (car inférieure). Cette pression négative est nommée succion car si le sol est mis en contact avec de l eau à pression atmosphérique, il absorbera ou aspirera de l eau. La couche de sol non-saturé peut Sorties pour vide lors du remplissage de l intérieur de la cellule, avec utilisation embase à vide s étendre à grande profondeur selon les conditions environnementales. La valeur de succion déterminera la résistance d un matériau non-saturé. Lorsque la succion change, un sol non-saturé modifiera son comportement différemment d un sol saturé. Par exemple, dans des terrains meubles, une modification de teneur en eau pourra produire une réduction soudaine de volume, causant des effets dramatiques quant à la résistance du matériau. La différence fondamentale entre un essai triaxial saturé et non-saturé peut se résumer ainsi : Le comportement d un sol saturé est entièrement contrôlé par la contrainte totale et la pression interstitielle (par la contrainte effective). La pression interstitielle positive poussera sur les particules solides et réduira la résistance du sol Dans un sol non-saturé, où les vides sont remplis d air et d eau, les forces de tension génèreront une pression de succion. Ce phénomène aura pour effet de rassembler les particules et d accroître la résistance du sol. Intérieur cellule avec bride supérieure La cellule triaxiale comporte une embase se logeant sur la presse, permettant le passage de câbles de capteurs internes Pourvu de sorties câbles de capteurs internes. 100

42 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Essais non-saturés 28 ESSAIS NON SATURES Exemples d applications Glissement de terrain causé par la pluie Des pentes pouvant être raides lorsque le sol est maintenu par succion conférant une grande valeur de résistance au cisaillement. Lorsque de l eau s infiltre, la succion s amenuise et il y a risque de glissement de terrain. Sols gonflants La variation de volume d un sol expansif est contrôlée par les modifications de succion lors d infiltrations d eau. Le gonflement produira divers mouvements structurels et peut causer une fissuration. Sols meubles Un sol argileux meuble peut s avérer stable par la présence de succion. Si de l eau s infiltre, la succion sera réduite et la structure pourra s avérer instable. Un retrait important du volume pourra intervenir et engendrer des dommages. Matériels d essais Un système triaxial pour essai non-saturé incluera une cellule triaxiale double-paroi avec 6 sorties comme décrit ci-après (vous référer page 102 pour un ensemble complet). CELLULES TRIAXIALES POUR ESSAI NON-SATURE Description Dans un essai triaxial classique sur éprouvette saturée, la mesure du changement de volume consiste à évaluer la quantité d eau entrant ou sortant de l échantillon avec un système de mesure de changement de volume. Par contre, pour un essai triaxial non-saturé, la mesure de changement de volume est affectée par la compressibilité de l air. Lorsque l on accroît la pression de confinement d une éprouvette non-saturée, l eau aura tendance à s évacuer hors de l échantillon et une modification du volume interviendra, due à la compression de l air dans les vides. Pour une mesure correcte de changement de volume, il conviendra d évaluer la quantité d eau évacuée et la modification du volume total de l éprouvette. La solution pour ce type de mesure consiste à utiliser une cellule triaxiale à double paroi : une pression identique à l intérieur et à l extérieur de la chambre interne évitera l expansion de la cellule interne et permettra la mesure de changement de volume total à l aide d un capteur monté sur la ligne de pression. La chambre interne est fabriquée en verre pour éviter une quelconque absorption d eau. Modèles disponibles 28-WF4170 Cellule triaxiale double paroi pour essai non-saturé sur éprouvette dia. 70 mm avec 6 sorties 28-WF4171 Cellule triaxiale double paroi pour essai non-saturé sur éprouvette dia. 100 mm avec 6 sorties Vue détaillée cellule à double paroi 28-WF4170 et 28-WF4171 Principales caractéristiques - Double paroi intégrée dans la bride supérieure de la cellule triaxiale : - la cellule triaxiale peut être utilisée comme cellule standard - alignement parfait entre piston interne et externe - Un seul piston pour effectuer des essais en compression ou extension - Mise en place de l éprouvette identique à celle d un essai saturé standard - Cellules interne et externe remplies et vidées simultanément Accessoires pour cellule triaxiale double-paroi La cellule triaxiale devra être complétée avec les accessoires décrits dans le tableau cidessous. Au cas où la méthode translation de l axe était retenue, prévoir l embase avec pierre poreuse à haute pression d entrée. Accessoires Modèle de cellule triaxiale à double paroi 28-WF WF4171 Dia. éprouvette 70 mm 100 mm Embase avec pierre poreuse 28-WF4170/1 28-WF4171/1 haute pression Embase supérieure non-saturé 28-WF4170/2 28-WF4171/2 Embase supérieure à vide 28-WF4170/V 28-WF4171/V 101

43 28 Essais non-saturés (suite) ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial.... ESSAIS NON-SATURES Suite Méthodes existantes et en cours de développement Les méthodes d essais sur sols non-saturés sont toujours en cours d étude, de recherche et d évaluation. La méthode translation de l axe avec pierre poreuse haute pression (H.A.E.S.) permettra le contrôle de la pression d air à l intérieur de l éprouvette indépendamment de la pression interstitielle de l eau comme décrit ci-après. D autres méthodes sous développement utilisent des capteurs de succion comme décrits en page 103. Méthodes translation de l axe avec pierre poreuse haute pression (H.A.E.S.) L un des problèmes rencontrés avec une éprouvette à succion élevée est d empêcher l échantillon d aspirer l eau contenue dans la pierre poreuse inférieure et de créer une cavitation dans le système de mesure de pression interstitielle. A cette fin, la pierre poreuse traditionnelle a été remplacée par une pierre poreuse haute pression (H.A.E.S. : high air entry stone) scellée sur l embase pour empêcher l eau de s évacuer hors de la pierre poreuse. Ce type de pierre permettra à l eau de circuler mais pas à l air selon un certain niveau de pression. Par exemple, une pierre poreuse H.A.E.S. de 5 bar ne laissera pas passer d air à une valeur de pression inférieure ou égale à 5 bar. La pierre est scellée sur l embase inférieure pour éviter que l eau ne passe en sa circonférence. Cela permettra d éviter que l eau ne soit aspirée, que l air pénètre dans la pierre, mais pas le phénomène de cavitation sous la pierre. On devra faire appel à une autre modification du système triaxial, qui consiste à appliquer une pression d air dans les vides de l éprouvette afin de pouvoir mesurer la succion. Rappelons que la succion est causée par les forces de tension de surface de par la différence entre les pressions d air et d eau. Si la pression d air est nulle (atmosphérique), la pression d eau sera négative. En augmentant la pression d air dans les pores, la pression d eau sera également supérieure et de ce fait la différence de pression demeurera identique. On élèvera la pression d air pour rendre la pression d eau positive, en maintenant la différence et donc la succion. La pression d air sera appliquée à travers l embase supérieure (comme la contre-pression dans un essai saturé) environ 200 kpa de moins que la valeur nominale de la pierre poreuse H.A.E.S. De ce fait, la pression à l intérieur de l éprouvette sera positive et également celles sur la pierre poreuse et le capteur de pression interstitielle. CONFIGURATION TYPE D UN SYSTEME D ESSAI TRIAXIAL NON-SATURE POUR EPROUVETTES DIA. 70 MM AVEC TRANSLATION D AXE AVEC CELLULE DOUBLE PAROI 28-WF4171 Schéma de principe du système à translation d axe Code Description Qté Paroi cellule Paroi interne en verre Pression cellulaire Pierre poreuse H.A.E.S. Contre-pression pression air Pression interstitielle 28-WF4070 Cellule triaxiale double paroi, éprouvette dia. 100 mm 1 28-WF4170/1 Embase dia. 70 mm avec pierre poreuse H.A.E.S WF4170/2 Embase supérieure dia. 70 mm 1 28-WF4005 Presse triaxiale 50 kn 1 86-D2015 Compresseur d air 1 28-WF2016/2 Filtre à air/piège à eau 1 28-WF4220 Réservoir désaérateur 7 litres 1 28-WF2001 Pompe à vide 1 28-WF2064 Tuyau caoutchouc 1 28-WF0491/2 Piège à eau 1 28-WF4225 Panneau de connexion pompe/réservoir désaérateur 1 28-WF4331 Panneau de distribution 3 lignes de pression 1 28-WF4330/2 Manomètre digital 1 28-WF4320 Générateur de pression air/eau à membrane 2 28-WF4191 Tube nylon dia. 8x6 mm, rouleau de 10 m 2 28-WF6353 Cellule de charge submersible cap. 5 kn 1 30-WF6208 Capteur de déplacement, course 25 mm 1 30-WF6221 Support de capteur de déplacement 1 28-WF6300 Capteur de pression cellulaire/contre-pression (bas) 1 28-WF6300 Capteur de pression d air (haut) 1 30-WF6310 Bloc désaérateur 2 28-WF4410 Appareil automatique de mesure de variation de volume 2 30-WF6016 GEODATALOG, unité d acquisition 16 canaux 1 30-WF6042 Câble de connexion 6 m de capteur 6 Options 28-WF4079/K Capteurs de déformation sur éprouvette 1 30-WF6042 Câble de connexion 6 m pour capteur 3 102

44 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Essais non-saturés (suite) 28 ESSAIS NON-SATURES Suite Technique du capteur de succion L intérêt d utiliser un capteur de succion réside dans le fait qu on puisse réaliser un essai sur sol en conditions naturelles, avec une pression d air dans les pores atmosphériques et une pression d eau négative. Un sol séchant naturellement déssature par entrée d air en périphérie et par cavitation à l intérieur des pores. La division Wykeham Farrance du Groupe Controls a développé un nouveau capteur de succion en collaboration avec l Université de Durham. La qualité de ce type de capteur se caractérise en termes de possibilité de mesure de pression minimale négative avant cavitation. De récentes études ont révélé que la gamme de stabilité de mesure de pression négative d un tensiomètre dépendait de l accomplissement de la saturation totale du filtre et du réservoir de la sonde (Ridley et Burland, 1993). Toute petite bulle d air non dissoute ou particule peu créer un espace potentiel où l eau sous tension peut créer une cavitation. Le capteur de succion est constitué d un capteur céramique miniaturisé, scellé avec une pierre poreuse haute pression H.A.E.S. (15 bar) et d un petit réservoir autorisant la déflexion du diaphragme céramique. Ce dispositif a permis de mesurer avec succès des valeurs de succion jusqu à 2000 kpa. Le schéma montre le processus de dessèchement du capteur de succion. Le capteur a d abord saturé puis soumis au séchage. L évaporation de la pierre poreuse haute pression correspond exactement à une action de séchage d un sol. L évaporation de l eau à la surface du capteur correspond à une diminution constante de la pression mesurée (succion) jusqu à apparition de la cavitation interne ; la valeur de succion revient rapidement à la pression atmosphérique. Le capteur de succion peut être utilisé pour diverses applications qui permettent le contact du sol avec la pierre poreuse céramique. Il pourra être logé dans une embase de cellule triaxiale «non-saturé» où un démontage rapide pour resaturation pourra aisément être effectué. Il pourra également être placé à mi-hauteur de l éprouvette pour mesure de pressions positives ou négatives. Directement sur site, pentes ou terre-pleins, il permettra de relever les niveaux de pression selon les saisons. Pour plus d informations concernant cette dernière application, vous adresser à notre Service technico-commercial. Capteur de succion Schéma du capteur de succion Disque céramique 15 bar Time (min) Réservoir eau Mesure de la pression négative par rapport au temps avec capteur de succion Boitier acier Capteur céramique 103

45 29 Contrainte effective/chemins de contrainte ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique... AUTOTRIAX LE SYSTEME TRIAXIAL AUTOMATIQUE DE BASE EVOLUTIF PAR MODULES POUR : Contrainte effective Chemins de contrainte Perméabilité Essais non-saturés CONTROLE JUSQU A 3 SYSTEMES INDEPENDANTS Permet d effectuer et de contrôler automatiquement plusieurs essais triaxiaux à partir d un seul PC Avantage de disposer d un système évolutif en composants et logiciels Contrainte effective et Chemins de contrainte Capacité d éliminer, grâce au contrôle automatique, les erreurs potentielles liées aux conditions ambiantes, interventions de l opérateur, étalonnage erroné, etc. Gain de productivité du Laboratoire : essais entièrement automatiques à une cadence de 24 heures sur 24 et ce, 7 jours par semaine sans interruption ni intervention manuelle Réalisation d essais fiables, répétitifs et retraçables Possibilité de mises à jour d ensembles triaxiaux existants, même d autres marques Le Système Triaxial Automatique AUTOTRIAX permet non seulement d effectuer un essai triaxial de «Contrainte effective» avec tous les avantages indiqués ci-dessus mais représente également le seul et unique appareillage pour la réalisation d essais «Chemins de contrainte». Ce type d essai permet en fait de simuler en laboratoire les modifications de contrainte d un sol sujet à une compression ou une extension en conditions de charge et de décharge. En résumé, un terrain soumis à excavation, construction ou par phénomène naturel, peut subir des changements substantiels de contraintes principales (majeures et mineures). Cet essai ne peut être effectué de manière fiable et précise qu avec un système automatique servo-contrôlé à boucle fermée. Configuration type d un système AUTOTRIAX pour contrainte effective et chemins de contrainte Perméabilité avec cellule triaxiale L essai de perméabilité pourra être réalisé automatiquement avec le système AUTOTRIAX et les accessoires appropriés. Pour plus d informations, vous référer page 110. Essais non-saturés Les essais de sols non-saturés pourront être réalisés automatiquement avec le système AUTOTRIAX et les accessoires appropriés. Pour plus d informations, vous référer page Un PC avec unité d acquisition (ATD) et de contrôle (RTC) peut piloter simultanément 3 systèmes triaxiaux

46 ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique Contrainte effective/chemins de contrainte (suite) 29 AUTOTRIAX AUTOTRIAX descri RIpTIO TIOn Le système comporte essentiellement les composants suivants Presse triaxiale Modèle 28-WF4005 ou 28-WF4010, cap. 50 ou 100 kn Cellule triaxiale avec embase supérieure à vide Modèle Tri-Cell Plus 28-WF4070/P à 28-WF4150/P équipée d une embase supérieure type à vide. Unité de contrôle RTC L unité de contrôle en temps réel RTC (Real Time Control box) 29-WF4530 avec module d extension 29-WF4537 constitue le cerveau d un système AUTOTRIAX. Permet le contrôle automatique d un maximum de trois ensembles triaxiaux. Unité d acquisition de données ATD L unité d acquisition de données ATD (Automatic Triaxial Datalog) 29-WF4616 et l extension 29-WF4616/UP1 assure l acquisition automatique et la transmission haut débit des mesures relevées par les divers capteurs à l unité de contrôle RTC. Logiciels Constituent l interface entre l opérateur et le système AUTOTRIAX pour la gestion automatique des phases des différents essais triaxiaux. Disponibles en plusieurs versions selon l essai à réaliser : 29-WF4616/S1 à 29-WF4616/S6. Vous référer pages Systèmes de mise en pression Deux modèles disponibles selon la pression maximale à appliquer : - Hydromatic vérin hydraulique servocontrôlé 29-WF4502 pour pressions jusqu à 3500 kpa - Servoflow servovanne électro-pneumatique 29-WF4511 et extension 29-WF4512 pour pressions jusqu à 1000 kpa Les micro-électrovannes ouvert/fermé sont des accessoires pour les lignes de pression. Tous les composants cités sont décrits en détail dans les pages suivantes. Schéma d un système AUTOTRIAX HYDROMATIC CHANGEMENT DE VOLUME TRITECH RTC Unité de contrôle en temps réel, à boucle fermée pour : ATD Unité d acquisition triaxiale automatique pour mesure : Hydromatic pour pression cellulaire Hydromatic pour contre-pression Mesure automatique changement de volume avec inversion automatique du flux Presse triaxiale Tritech 50 Charge axiale avec cellule de charge submersible Déformation axiale par capteur de déplacement Pression cellulaire par capteur de pression Contre-pression par capteur de pression Variation de volume par appareil automatique à inversion de flux Pression interstitielle par capteur de pression 105

47 29 Triaxial automatique. Unité de contrôle ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique.... RTC Real Time Control box RTC UNITE DE CONTROLE EN TEMPS REEL Description L unité de base RTC comporte un module de contrôle logé dans un boîtier, qui permet de contrôler de manière entièrement automatique un ensemble d essai triaxial. L insertion de deux modules complémentaires autorisera le contrôle de trois ensembles. Un modèle unique RTC peut gérer : - deux lignes de pression jusqu à 3500 kpa - deux électrovannes ON/OFF pour les lignes de drainage - la vitesse de la presse triaxiale - la mesure de la variation de volume avec inversion automatique du flux. L unité de base RTC est livrée avec logiciel d étalonnage des capteurs et de paramétrage des systèmes triaxiaux. Les données d étalonnage pourront être transférées sur modèle fourni pour archivage ou impression. L unité de contrôle RTC, l unité d acquisition ATD et le PC avec logiciel spécifique sont connectés en réseau à haut débit pour permettre une communication simultanée et continue. Lorsque l unité RTC reçoit une commande du logiciel d essai (par ex. augmentation pression, fermeture ligne de pression vers cellule, changement de vitesse de la presse, inversion du flux appareil mesure de changement de volume), la commande est envoyée à l ensemble triaxial à travers un système de contrôle à boucle fermée utilisant les mesures acquises par l unité d acquisition ATD). Le module RTC travaille indépendamment du logiciel d essai en maintenant tous les paramètres courants jusqu à ce que de nouveaux ordres lui soient envoyés. N O T E L avantage du système RTC réside dans le fait qu une presse triaxiale existante peut s intégrer dans un ensemble semiautomatique. Pour obtenir un ensemble entièrement automatique il y aura lieu de prévoir une presse triaxiale Tritech 29-WF4005 et éventuellement les accessoires pour mesure d extension. 29-WF4530 RTC Unité de contrôle avec module de base V, H2, 1ph. Unité de base pour le contrôle d un ensemble triaxial automatique. Spécifications Hardware : Système intégré de contrôle à boucle fermée à : 2 x sorties pour contrôle de 2 lignes de pression 2 x sorties de commande électrovannes ON/OFF 2 x sorties pour mesure de changement de volume avec inversion flux 1 x port série RS 232 pour presse triaxiale 1 x port réseau Ethernet b Dimensions: 320x270x140mm (lxpxh) a Poids: 3 kg Logiciel: Logiciel de gestion du module RTC Paramétrage du système Gestion des canaux Etalonnage capteurs - de 2 à 10 points - linéaire ou polynomial - transfert étalonnage sur modèle pour impression certificat. N O T E Il est nécessaire de disposer de MS Excel pour utilisation de la feuille de calcul modèle d étalonnage 29-WF4531 Module d extension RTC pour 2 lignes de pression Ce module, en complément du système de base 29-WF4530 ou 29-WF4537, permet de contrôler deux pressions supplémentaires et Sortie digitale pour contrôle à distance de 1 à 3 presses triaxiales Sortie analogique pour contrôle de la pression avec SERVOFLOW ou HYDROMATIC RTC Real Time Control Box 29-WF4530 et modules d extensions 29-WF4531 et 29-WF4537 Commandes Sortie digitale pour contrôle ON/OFF des électrovannes LAN hub 29-WF4645 les accessoires de mesure de variation de volume. L unité de base accepte jusqu à 3 modules 29-WF4531 (pour perméabilité ou essai non-saturé). Spécifications Identiques au module 29-WF4530 mais sans ports RS 232, ni Ethernet. 29-WF4537 Module d extension RTC pour contrôle Triaxial automatique Ce module, en complément du système de base 29-WF4530, permet de contrôler un ensemble Triaxial automatique supplémentaire. Il est possible d installer 2 modules de ce type pour contrôle de 3 ensembles triaxiaux automatiques. Spécifications Identiques au module 29-WF4530 Insertion des modules 29-WF4531 et 29-WF4537 dans une unité de base RTC 29-WF4530 N O T E Les modules d extension RTC du type 29-WF4537 devront être installés en usine. ATD Acquisition données triaxial auto. 29-WF4616 (avec extension éventuelle 29-WF4616/UP1) Lectures Lectures Entrée analogique pour capteurs (maxi. 32) Convertisseur LAN-RS WF4640 Commandes Commandes Commandes Lectures P.C. et logiciels 106

48 ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique Triaxial automatique Contrôleur de pression / Changement de volume 29 SERVOFLOW CONTROLEUR PNEUMATIQUE DE PRESSION POUR PRESSIONS JUSQU A 1000 kpa Description Le contrôleur pneumatique de pression SERVOFLOW comporte un régulateur électropneumatique qui réduit la pression de l alimentation d air à une valeur régulée requise, directement proportionnelle au signal électrique d entrée reçu du module RTC. Chaque unité est équipée d une vanne de sécurité automatique et est livrée avec capteur de pression et bloc de désaération. 29-WF4511 SERVOFLOW Contrôleur pneumatique pour contrôle d une pression Boîtier comportant un régulateur pour contrôle d une ligne de pression. Extension possible par installation d un deuxième régulateur pour contrôle de deux lignes de pression. Spécifications Pression d alimentation : jusqu à 1000 kpa Pression de sortie : jusqu à 1000 kpa Consommation d air : 0.1 m 3 /h Connexion électrique : connecteur 25 pin type D b Dimensions: 255x210x140 (lxpxh) a Poids: 2 kg 29-WF4512 Extension SERVOFLOW Régulateur électro-pneumatique supplémentaire permettant au SERVOFLOW 29-WF4511 de contrôler deux lignes de pression Spécifications Pression d alimentation : jusqu à 1000 kpa Pression de sortie : jusqu à 1000 kpa Consommation d air : 0.1 m 3 /hr N O T E L extension 29-WF4512 devra être montée en usine. hydromatic GENERATEUR HYDRAULIQUE DE PRESSION POUR PRESSIONS JUSQU A 3500 kpa Description Le générateur de pression HYDROMATIC comporte un vérin hydraulique asservi par un moteur pas à pas et commandé par l unité RTC. L appareil comporte un couvercle plexi. transparent permettant de suivre son fonctionnement. HYDROMATIC 29-WF4502 ELECTROVANNE ON/OFF LIGNE DE PRESSION Description Cette électrovanne à deux voies est montée sur la cellule triaxiale pour ouvrir ou fermer la ligne de pression. L alimentation et la commande par unité RTC. 29-WF4515 Electrovanne deux voies ON/OFF Spécifications Alimentation : 24 V CC par unité RTC Temps de réponse : < 10ms a Poids: 0.2 kg APPAREIL AUTOMATIQUE DE MESURE DE ChANGEMENT DE VOLUME Description Il s agit d un appareil automatique de mesure de variation de volume équipé d électrovannes pour permettre une mesure automatique du flux dans les deux directions et d effectuer l inversion. Cet instrument est alimenté et contrôlé par le module RTC pour la mesure continue de la variation de volume durant l essai. Il peut être utilisé pour une ligne de pression pneumatique ou hydrauli- 29-WF4502 HYDROMATIC, générateur hydraulique de pression jusqu à 3500 kpa Specifications Pression d alimentation : non requise Pression de sortie : jusqu à 3500 kpa Précision : ± 0.1% de la pleine échelle Connexion électrique: connecteur 25 pin type D Alimentation électrique: V, 50/60 Hz, 1ph. b Dimensions: 601x138x163mm (Lxlxh) a Poids: 5 kg que ; le panneau frontal est pourvu de leds visualisant le flux et la direction. 29-WF4412 Appareil automatique de mesure de changement de volume avec inversion de flux par commande à distance Spécifications Capacité : 100 cc Précision : 0.1 cc Pression de service maxi. : 2000 kpa Alimentation : 24 V CC par module RTC Vitesse réaction électrovanne : < 10ms b Dimensions: 260x280x400mm (lxpxh) a Poids: 9 Kg 29-WF

49 29 ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique... Essais triaxiaux automatiques/unité d acquisition et de traitement Introduction Automatic Triaxial Datalog L ATD (Automatic Triaxial Datalog) est proposé en versions de 16 ou 32 canaux (avec module d extension) permettant l acquisition de données de systèmes triaxiaux automatiques. L ATD transmet toutes les mesures de capteurs en réseau de communication haut débit aux modules RTC et au PC gérant le logiciel de contrôle pour la conduite automatique de l essai, l acquisition et le traitement. Les valeurs d offset et de gain de chaque canal peuvent être définies et mémorisées lors de l étalonnage. L ATD est compatible avec toute la gamme de capteurs livrés avec un ensemble d essai triaxial automatique pour les mesures de pressions, déplacement, charge et variation de volume. 29-WF4616 ATD Unité d acquisition des données 16 canaux pour triaxial automatique 29-WF4616/UP1 Module d extension ATD pour 29-WF4616 pour 16 canaux supplémentaires (soit 32 canaux au total). Installation en usine indispensable. Spécifications Hardware Nombre de canaux : 16 (29-WF4616) ou 32 (29-WF WF4616/UP1) Sorties capteurs : - Alimentation V exc réglable jusqu à 10 V CC (pour tous les canaux) - Compatible avec capteurs 3 ou 4 fils, simples ou différentiels Entrées capteurs : - de 10 V à + 10 V pour capteurs suivants : - capteurs amplifiés à sortie CC - capteurs potentiométriques - capteurs à ports de jauges à sortie mv/v CC (cellule de charge, capteur de pression, capteur linéaire et équivalent) - capteurs d impédance de 100 Ohm à 10 kohm Résolution : ± divisions Echantillonnage : ajustable jusqu à 10 acquisitions/sec. par canal Capacité de mémorisation : 8 Mbytes Ports de communication : RS 232 et USB pour transfert PC (logiciel fourni) Alimentation : V, Hz, 1ph. Logiciel intégré Adapté à une commande à distance avec les modules de logiciel AUTOGEOLAB (Vous référer page 109). Spécifications minimales PC : - Processeur 500 MHz - Disque dur 200 Mbyte - Mémoire RAM 512 Mbyte - Lecteur CD-ROM - Port série RS 232 ou USB avec adaptateur USB-RS 232 ou carte Ethernet avec adaptateur Ethernet - RS Windows 2000 professionnel ou XP - Ecran résolution 800x600 pixel - MS Excel conseillé - Imprimante A4. b Dimensions: 320x270x140mm (lxpxh) a Poids: 2,5 kg. Panneau frontal ATD 29-WF4616 Panneau arrière 29-WF WF4616/UP1 N O T E Le module d extension ATD 29-WF4616/UP1 devra être installé en usine. Interface et accessoires z 29-WF4640 Convertisseur LAN-RS 232 pour connexion de l ATD au réseau de communication haut débit z 29-WF4645/COMP Kit de communication incluant PC (min. 2,40 GHz, 1 GB RAM, DD250GB, DVD-RW, Office, Ecran LCD 17 et Module LAN* HUB à 8 sorties pour connexion reseau AUTOTRIAX * LAN = Local Area Network 108

50 ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique Essais triaxiaux automatiques/unité d acquisition et de traitement 29 LOGICIELS AUTOGEOLAB POUR TRIAXIAL AUTOMATIQUE Introduction Ces logiciels sont utilisés en conjonction avec l unité RTC, son extension et l ATD reliés en réseau de communication haut débit. Ils permettent d effectuer des essais triaxiaux contrainte effective et chemins de contrainte en mode complètement automatique selon les différentes procédures d essais prévues par les Normes telles que BS1377, ASTM et EN. Tout au long de l essai triaxial automatique, les logiciels assurent le contrôle total de la presse triaxiale, la régulation automatique des pressions, l ouverture et la fermeture des lignes de pression et la mesure continue de la variation de volume pour réaliser automatiquement les différentes étapes de l essai. Les modules de logiciel comportent une fonction transfert automatique des données vers une feuille de calcul pouvant facilement être personnalisée par l utilisateur. Les logiciels suivants sont disponibles : 29-WF4616/S1 Logiciel Contrainte Effective selon BS 1377:8 Pour réalisation automatique de l essai selon la Norme BS1377:8 - Phase de saturation avec contrôle automatique - Consolidation isotrope avec mesure de variation de volume - Essai triaxial consolidé non drainé avec mesure de pression interstitielle - Essai triaxial consolidé drainé avec mesure de variation de volume - Phase de cisaillement de l éprouvette en tension (non drainé et drainé) - Transfert données et élaboration feuille de calcul pour impression. 29-WF4616/S2 Logiciel Chemins de contrainte Pour réalisation automatique des différentes étapes d un essai à Chemins de contrainte - Phase de saturation automatique ou manuelle - Consolidation - Isotrope - Anisotrope - ko avec contrôle contrainte axiale ou radiale (ko peut être évalué soit par mesure déformation diamétrale ou variation de volume) - Etats de contraintes imposés par l utilisateur (p, q, s et t) - Phase de rupture en compression ou tension - Transfert de données et élaboration feuille de calcul pour impression. 29-WF4616/S4 Logiciel Contrainte Effective selon ASTM D4764 Pour réalisation automatique de l essai selon la Norme ASTM D Phase de saturation avec contrôle automatique - Consolidation isotrope avec mesure de variation de volume - Essai triaxial consolidé non drainé avec mesure de pression interstitielle - Essai triaxial consolidé drainé avec mesure de variation de volume - Phase de cisaillement de l éprouvette en tension (non drainé et drainé) - Transfert données et élaboration feuille de calcul pour impression. 109

51 29 ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique... Essais triaxiaux automatiques/unité d acquisition et de traitement 29-WF4616/S5 Logiciel triaxial non-saturé Pour réalisation automatique des différentes étapes avec méthode translation d axe : - Contrôle simultané et indépendant de la pression d air, de la pression interstitielle et de la contrainte axiale - Exécution des phases d essai : saturation, consolidation et cisaillement - Mémorisation de toutes les données d essai. 29-WF4616/S6 Logiciel perméabilité avec cellule triaxiale selon BS 1377:6 Pour réalisation automatique essai de perméabilité selon BS 1377:6 part 6.3 : - Contrôle automatique des phases de saturation - Consolidation isotrope avec mesure pression interstitielle et variation de volume - Procédure automatique générant une charge hydraulique à travers l éprouvette et le flux à charge constante - Transfert données et élaboration feuille de calcul pour impression. 110

52 ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique Essais triaxiaux automatiques/unité d acquisition et de traitement 29 LOGICIEL AUTOTRIAX EXEMPLES D ECRANS Chemins de contrainte Etalonnage capteur Paramétrage contrainte effective 111

53 29 ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique... Triaxial automatique. Configuration type AUTOTRIAX CONFIGURATION TYPE D ESSAIS TRIAXIAUX Configuration type de 1 à 3 systèmes d essais à différents niveaux de pression Les tableaux suivants se proposent à servir de guide pratique à la constitution de systèmes triaxiaux automatiques (composants nécessaires à l automatisation seulement) TABLEAU A SYSTEME PNEUMATIQUE POUR PRESSION CELLULAIRE JUSQU A 1000 kpa ET CONTRE-PRESSION JUSQU A 1000 kpa Code Description Contrainte effective Chemins de contrainte Nombre de systèmes Nombre de systèmes WF4530 RTC Unité de contrôle avec module de base WF4531 Module d extension RTC 2 lignes de pression WF4537 Module d extension RTC WF4511 SERVOFLOW contrôleur pneumatique de pression WF4512 Extension SERVOFLOW WF4320 Générateur air/eau WF4005 Tritech WF4515 Electrovanne ON/OFF WF4412 (*) Appareil automatique de changement de volume WF4616 ATD Unité d acquisition 16 canaux WF4616/UP1 Module d extension ATD 16 canaux WF4645/COMP LAN HUB avec PC WF4640 Convertisseur LAN RS WF4616/S1 Logiciel contrainte effective WF4616/S2 Logiciel chemins de contrainte WF4616/S4 Logiciel contrainte effective ASTM WF4616/S5 Logiciel non-saturé WF4616/S6 Logiciel perméabilité BS TABLEAU B SYSTEME hydraulique POUR PRESSION CELLULAIRE JUSQU A 3000 kpa ET CONTRE-PRESSION JUSQU A 3000 kpa 29-WF4530 RTC Unité de contrôle avec module de base WF4531 Module d extension RTC 2 lignes de pression WF4537 Module d extension RTC WF4502 HYDROMATIC Générateur hydraulique de pression WF4511 SERVOFLOW contrôleur pneumatique de pression WF4005 Tritech WF4515 Electrovanne ON/OFF WF4412 (*) Appareil automatique de changement de volume WF4616 ATD Unité d acquisition 16 canaux WF4616/UP1 Module d extension ATD 16 canaux WF4645/COMP LAN HUB avec PC WF4640 Convertisseur LAN RS WF4616/S1 Logiciel contrainte effective WF4616/S2 Logiciel chemins de contrainte WF4616/S4 Logiciel contrainte effective ASTM WF4616/S5 Logiciel non-saturé WF4616/S6 Logiciel perméabilité BS TABLEAU C SYSTEME hydraulique PNEUMATIQUE POUR PRESSION CELLULAIRE JUSQU A 3000 kpa ET CONTRE-PRESSION JUSQU A 1000 kpa 29-WF4530 RTC Unité de contrôle avec module de base WF4531 Module d extension RTC 2 lignes de pression WF4537 Module d extension RTC WF4502 HYDROMATIC Générateur hydraulique de pression WF4511 SERVOFLOW contrôleur pneumatique de pression WF4512 Extension SERVOFLOW WF4320 Générateur air/eau WF4005 Tritech WF4515 Electrovanne ON/OFF WF4412 (*) Appareil automatique de changement de volume WF4616 ATD Unité d acquisition 16 canaux WF4616/UP1 Module d extension ATD 16 canaux WF4645/COMP LAN HUB avec PC WF4640 Convertisseur LAN RS WF4616/S1 Logiciel contrainte effective WF4616/S2 Logiciel chemins de contrainte WF4616/S4 Logiciel contrainte effective ASTM WF4616/S5 Logiciel non-saturé WF4616/S6 Logiciel perméabilité BS (*) Dans les lignes de pression cellulaire et contre-pression, avec utilisation appareil automatique de changement de volume 29-WF4412, la pression devra être limitée à 2000 kpa (**) L essai non-saturé sera effectué avec une pression maximale de 1000 kpa 112

54 ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique Triaxial automatique. Configuration type 29 Perméabilité Non-saturé Nombre de systèmes Nombre de systèmes(**) Trois configurations possibles de Triaxial Automatique pour essai de Contrainte Effective

55 29 ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique... Triaxial automatique / Capteurs de force submersibles, capteurs de déplacement CAPTEURS DE FORCE SUBMERSIBLES Conçues pour être montées à l intérieur des cellules triaxiales. Elles présentent un faible hystérésis et une très bonne linéarité avec une appréciable sécurité de surcharge. Les capteurs de charge submersibles comportent un piston pour montage dans cellule triaxiale TRI-CELL Plus. Modèle Capacité Dia. piston 28-WF kn 25 mm 28-WF kn 25 mm 28-WF kn 25 mm 28-WF kn 25 mm CAPTEURS DE DEPLACEMENT Pour mesure de la déformation axiale d une éprouvette triaxiale, monté à l extérieur de la cellule triaxiale. 30-WF6208 Capteur de déplacement, course 25 mm 30-WF6209 Capteur de déplacement, course 50 mm 30-WF6210 Capteur de déplacement, course 100 mm Accessoire z 30-WF6221 Support de montage de capteur de déplacement, pour piston cellule dia. 25 mm N O T E Tout capteur de déplacement devra être complété avec un support 30-WF6221 Spécifications Capacité de surcharge : 200% Signal de sortie : 2 mv/v Voltage d excitation : 10 V CC Non-linéarité : ± 0.05% de la pleine échelle Hystérésis : 0.05% de la pleine échelle Déformation à pleine échelle : 0.05 mm Force latérale maxi. applicable : 50% de la pleine échelle Gamme compensation température : 0-50 C Dérive thermique zéro et sensibilité : 0.02% de la pleine échelle/ C Longueur câble : 2 mètres Diamètre : 75 mm Hauteur (hors piston) : 50 mm a Poids (hors piston) 850 g 30-WF WF WF

56 ESSAIS DE SOL Essai triaxial automatique Triaxial automatique / Capteurs de pression, changement de volume 29 CAPTEURS DE PRESSION Utilisés pour mesure de pression cellulaire, contre-pression et pression interstitielle (eau ou air). 28-WF6300 Capteur de pression 10 bar, 1000 kpa APPAREIL AUTOMATIQUE DE MESURE DE CHANGEMENT DE VOLUME 29-WF4412 Appareil automatique de mesure de changement de volume avec inversion de flux par commande à distance 28-WF6301 Capteur de pression 20 bar, 2000 kpa 28-WF6300 Capteur de pression 35 bar, 3500 kpa 28-WF6300 avec 28-WF6310 Accessoire z 28-WF6310 Bloc désaérateur pour capteur de pression ; à compléter avec électrovanne ON/OFF 29-WF4515. A connecter sur cellule triaxiale Description générale Cet appareil délivre un signal électrique directement proportionnel au débit d eau le traversant. Il comprend un piston relié à un capteur de déplacement ajusté dans une chambre calibrée de telle manière que la course du piston soit exactement proportionnelle au volume d eau de cette chambre. L appareil comporte un panneau frontal avec vanne d inversion intégrée pour mesure de flux dans les deux directions et électrovanne pour inversion par commande à distance. Accessoire 29-WF4412 Appareil d étalonnage pour capteurs de déplacement z 30-WF0652 Appareil d étalonnage pour capteurs de déplacement. Consiste en une base inox avec deux supports : l un pour le capteur et l autre pour un micromètre. Conçu pour capteurs de diamètre 8, 12, 19 ou 22 mm et carré de 18 mm. Certificat d étalonnage officiel livrable sur demande. Course: 25 mm Résolution: 0.01 mm Spécifications Précision : ± 0.1 ml Alimentation : 24 V par module RTC Longueur câble : 2 m Connecteur : Lumberg 6 pin, mâle Capacité : 100 ml Pression de service maxi. : 2000 kpa b Dimensions : 260x280x400 mm a Poids : 9 kg 30-WF0652 avec 30-WF

57 30 Geodatalog et logiciels de communication ESSAIS DE SOL Géotechnique: Acquisition de données.... Introduction Le principal avantage du GEODATALOG est d enregistrer et d élaborer en temps réel toute mesure relevée dans un laboratoire d essais de sols. Les différents capteurs peuvent être paramétrés et groupés de telle manière qu un essai isolé puisse comporter autant de mesures que souhaitées : toutes les mesures de capteurs seront enregistrées en même temps avec un mode spécifique. Le GEODATALOG est particulièrement adapté aux laboratoires de recherche et aux universités où des essais divers sont réalisés. Description générale Cette unité automatique d acquisition et de traitement est proposée en deux versions : à 16 ou 32 canaux (30-WF6016 et 30-WF6032). Le GEODATALOG est directement connecté à un PC. Les données sont mémorisées et transférées vers le PC en temps réel pour affichage immédiat et simultané des différents essais en cours. Un logiciel de base DATACOMM est fourni, permettant de réaliser l étalonnage, le relevé des mesures et l affichage en temps réel des capteurs utilisés (30-WF6016/S). Des feuilles de calcul ont été élaborées pour l analyse, le traitement et l impression de certificats d essais selon les principales normes internationales (ASTM, BS, EN). (Voir codes 30-WF6016/T1 à 30-WF6016/T7). 30-WF6016 GEODATALOG, Unité d acquisition à 16 canaux pour essais géotechniques V, Hz, 1 ph. 30-WF6032 GEODATALOG, Unité d acquisition à 32 canaux pour essais géotechniques V, Hz, 1 ph. Spécifications Hardware Nombre de canaux: 16 (30-WF6016) ou 32 (30-WF6032) Extension possible à 64 canaux avec module 30-WF6032/NET pour connexion à un seul PC Sorties capteurs: - Alimentation Vexc réglable jusqu à 10 V CC (pour tous les canaux) - Compatible avec capteurs 3 ou 4 fils, simples ou différentiels Entrées capteurs De 10 V à + 10 V pour capteurs suivants : - capteurs amplifiés à sortie CC - capteurs potentiométriques - capteurs à ponts de jauges à sortie mv/v CC (cellule de charge, capteur de pression, capteur linéaire et équivalent) - capteurs d impédance de 100 Ohm à 10 kohm Résolution : ± divisions Echantillonnage : ajustable jusqu à 10 acquisitions/sec. par canal Capacité de mémorisation : 8 Mbytes Ports de communication : RS 232 et USB pour transfert PC (logiciel fourni) Logiciel intégré Adapté à une commande à distance avec le logiciel DATACOMM fourni DATACOMM Logiciel de communication pour transfert et archivage données Permet l étalonnage des capteurs en mode linéaire, polynomial et multi-coefficients. Modes d enregistrement : en temps et/ou lecture en mode linéaire, exponentiel et polynomial. Affichage graphique et numérique des données. Transfert données Exportation format HTML, XLS et TXT Choix de la langue ; avec possibilité d introduction d une langue supplémentaire par l utilisateur Nécessité Microsoft Windows XP ou ultérieur Jusqu à 64 canaux pourront être gérés avec deux unités et le kit d extension 30-WF6032/ NET Spécifications minimales PC : - Processeur 500 MHz - Disque dur 200 Mbyte - Mémoire RAM 512 Mbyte - Lecteur CD-ROM - Port série RS 232 ou USB avec adaptateur - USB-RS 232 ou carte Ethernet avec adaptateur Ethernet - RS Windows 2000 professionnel ou XP - Ecran résolution 800x600 pixel - MS Excel conseillé - Imprimante A4. b Dimensions: 320x270x140mm (lxpxh) a Pois: 2,5 kg Accessoires z 30-WF6042 Câble de connexion 6 m pour capteur z 30-WF6044 Câble de connexion 12 m pour capteur z 30-WF6032/NET Kit d extension pour Gestion d un maximum de 64 canaux pour GEODATALOG Feuilles de calcul MS Excel 30-WF6016/T1Feuille de calcul MS Excel pour essais oedométriques selon BS 1377:5 30-WF6016/T2 Feuille de calcul MS Excel pour essai de cisaillement direct et résiduel selon BS 1377:7 30-WF6016/T3 Feuille de calcul MS Excel pour essai de cisaillement annulaire selon BS 1377:5 30-WF6016/T4 Feuille de calcul MS Excel pour essai triaxial CU-CD selon BS 1377:8 30-WF6016/T5 Feuille de calcul MS Excel pour essai triaxial UU selon BS 1377:7 30-WF6016/T6 Feuille de calcul MS Excel pour essai de consolidation CRS selon ASTM D WF6016/T7 Feuille de calcul MS Excel pour essai CBR selon BS 1377:4 30-WF6016/T8 Feuille de calcul MS Excel pour essai oedométrique selon ASTM 30-WF6016/T9 Feuille de calcul MS Excel pour essai de cisaillement direct et résiduel selon ASTM D WF6016/T10 Feuille de calcul MS Excel pour essai triaxial UU selon ASTM D WF6016/T11 Feuille de calcul MS Excel pour essai triaxial CU-CD selon ASTM D

58 ESSAIS DE SOL Géotechnique: Acquisition de données Geodatalog et logiciels de communication 30 LOGICIELS DATACOMM EXEMPLES D ECRANS Panneau frontal GEODATALOG 30-WF

59 30 Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique.... Capteurs électroniques ESSAIS DE SOL CAPTEURS ELECTRONIQUES Compatibles avec unité d acquisition GEODATALOG 30-WF6016, 30-WF6032 et DATALOG 30-T0601/A Le tableau ci-contre récapitule le type et l usage des divers capteurs décrits ci-après. N O T E Tous les capteurs peuvent être livrés avec Certificat d étalonnage. Ajouter le suffixe /CAL. Exemple: 30-WF6207/CAL. CAPTEURS DE DEPLACEMENT 30-WF6207 Capteur de déplacement, course 10 mm, avec connecteur Lumberg 6 pin avec support de fixation Codes Description Mesure Application 30-WF6207 à Capteurs de déplacement Déplacement Consolidation 30-WF6210 potentiométriques linéaire Cisaillement 27-WF0377/ST Cellule de charge Force Triaxial 28-WF0370/T Cellules de charge Force Cisaillement 28-WF0373/T Triaxial 28-WF0375/T 28-WF6351 Capteurs de force Force Triaxial avec cellules à submersibles 28-WF4050 à 28-WF WF6356 et Tri-Cell Plus 28-WF4070/P à 28-WF4150/P 28-WF6300 Capteurs de pression Pression Triaxial 28-WF WF6302 Consolidation continue 28-WF4410 Appareil automatique de Volume Triaxial mesure de changement de volume 28-WF4079/K Capteurs de déformation Déformation Triaxial avec Tri-Cell Plus à sur éprouvette axiale et radiale 28-WF4070/P à28-wf4150/p 28-WF4159/K 30-WF6208 Capteur de déplacement, course 25 mm, avec connecteur Lumberg 6 pin avec support de fixation 30-WF6209 Capteur de déplacement, course 50 mm, avec connecteur Lumberg 6 pin avec support de fixation 30-WF6210 Capteur de déplacement, course 100 mm, avec connecteur Lumberg 6 pin avec support de fixation 30-WF WF0652 avec 30-WF6208 Spécifications Alimentation : 10 V CC Sortie : 0 à 10 V CC Répétabilité et précision : meilleure que mm Accessoires z 28-WF6220 Support de montage capteur de déplacement sur piston triaxial dia mm z 28-WF6221 Support de montage capteur de déplacement sur piston triaxial dia. 25 mm z 28-WF1048/T Support de montage capteur de déplacement sur piston cellule triaxiale standard z 30-WF0652 Appareil d étalonnage pour capteur de déplacement Consiste en une base inox avec deux supports : l un pour le capteur et l autre pour un micromètre. Conçu pour capteurs de diamètre 8, 12, 19 ou 22 mm et carré de 18 mm. Certificat d étalonnage officiel livrable sur demande. CELLULE DE CHARGE Pour machines de cisaillement 27-WF2060 et 27-WF WF0377/ST Cellule de charge cap. 5 kn avec adaptateurs 27-WF0377/ST 30-WF6220 Spécifications Sensibilité nominale : 2 mv/v Précision : meilleure que 0.1% 118

60 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique Capteurs Electroniques (suite) 30 CAPTEURS ELECTRONIQUES Suite Compatibles avec unité d acquisition GEODATALOG 30-WF6016, 30-WF6032 et DATALOG 30-T0601/A CELLULES DE CHARGE POUR TRIAXIAL 28-WF0370/T Cellule de charge cap. 2.5 kn 28-WF0373/T Cellule de charge cap. 10 kn 28-WF0375/T Cellule de charge cap. 50 kn. 28-WF0376/T Cellule de charge cap. 100 kn CAPTEURS DE PRESSION Utilisés pour mesure de pression cellulaire, contre-pression et pression interstitielle (eau ou air). 28-WF6300 Capteur de pression 10 bar (1000 kpa) 28-WF6301 Capteur de pression 20 bar (2000 kpa) 28-WF6302 Capteur de pression 35 bar (3500 kpa) Spécifications Alimentation : 0 à 10 V CC Sortie : 100 mv de la pleine échelle Précision : meilleure que 0.1 kpa 28-WF6300 avec 28-WF6310 Accessoires z 28-WF6310 Bloc désaérateur pour capteur de pression ; A connecter sur cellule triaxiale nervurée z 28-WF4459 Bloc désaérateur pour capteur de pression ; A connecter sur cellule triaxiale standard 28-WF0370/T, 28-WF0375/T 28-WF6300 avec 28-WF4459 Spécifications Sensibilité nominale : 2 mv/v Précision : meilleure que 0.1% Connexion (taraudage) : - M20x1.5 (modèles 2.5 et 10 kn) - M30x2 (modèles 50 et 100 kn) CAPTEURS DE FORCE SUBMERSIBLES Ces types de cellule de charge ont été conçus pour montage à l intérieur d une cellule triaxiale. Elles présentent une faible hystérésis et une très bonne linéarité avec une sécurité de surcharge appréciable. Spécifications Capacité de surcharge : 200 % Voltage d excitation : 10 V CC Non-linéarité : ± 0.05 % de la pleine échelle Hystérésis : 0.05 % de la pleine échelle Longueur câble : 2 mètres Diamètre : 75 mm Hauteur (hors piston): 50 mm a Poids (hors piston) : 850 g 28-WF6352 Modèle de Capacité Modèle de cellule Diamètre piston capteur de force triaxiale mm submersible kn kgf compatible 28-WF WF WF WF WF WF WF WF WF WF WF WF4070/P 28-WF4100/P 28-WF4150/P

61 30 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique... Capteurs électroniques (suite) CAPTEURS ELECTRONIQUES Suite APPAREIL DE MESURE DE VARIATION D ESSAIS TRIAXIAUX 28-WF4410 Appareil de mesure de variation de volume Description générale et spécifications Cet appareil délivre un signal électrique directement proportionnel au débit d eau le traversant. Il comprend un piston relié à un capteur de déplacement ajusté dans une chambre calibrée de telle manière que la course du piston soit exactement proportionnelle au volume d eau de cette chambre. L appareil comporte un panneau frontal avec vanne d inversion intégrée pour mesure de flux dans les deux directions. Capacité : 100 ml Alimentation : jusqu à 12 V CC Précision : ± 0.1 ml b Dimensions : 260x280x400 mm a Poids : 9 kg CAPTEURS DE DEFORMATIONS SUR EPROUVETTE L ensemble comporte deux capteurs de déformations axiales et un de déformation radiale. Lors d essais triaxiaux conventionnels, la détermination de la rigidité axiale est basée sur des mesures externes. Cette méthode induit des erreurs liées à la mise en place des deux pierres poreuses, au système de mise en charge et à celui de mesure. De plus, les deux extrémités de l éprouvette se déforment différemment du tiers médiant où les capteurs de déformation sont montés et qui donne une mesure réaliste. Les capteurs de déformations axiales et radiale permettent une mesure très précise Capteurs de déformations sur éprouvette pour essais statiques des déformations, et ce, directement sur l éprouvette. Ces capteurs devront être utilisés avec une cellule du type TRI-CELL Plus (voir page 88) et une Unité d acquisition telle que notre modèle GEODATALOG décrit en page 116 Capteurs de déformations sur éprouvette pour essais statiques : Entrée : 10 V CC Sortie : ± 250 mv Linéarité : ± 0.25 % Coef. température : ± 0.01 %/PE/ C Résolution : 1 micron 28-WF4079/K Kit capteurs de déformations sur éprouvette dia. 70 mm, comportant 2 capteurs axiaux et 1 radial, anneau extensométrique radial, fixations axiales et connecteurs pour GEODATALOG* 28-WF4109/K Kit capteurs de déformations sur éprouvette dia.100 mm, comportant 2 capteurs axiaux et 1 radial, anneau extensométrique radial, fixations axiales et connecteurs pour GEODATALOG* 28-WF4159/K Kit capteurs de déformations sur éprouvette dia.150 mm, comportant 2 capteurs axiaux et 1 radial, anneau extensométrique radial, fixations axiales et connecteurs pour GEODATALOG* * Vous référer page 116 N O T E Les capteurs de déformations sur éprouvette pour essais dynamiques sont décrits en page WF

62 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique Triaxial Cyclique / Chemin de contrainte 30 Introduction Toutes nos structures sont soumises à vibrations, chocs et charges dynamiques. Les effets sur les fondations ont généralement été déterminés par des essais à ondes sinusoïdales d une fréquence de 1 Hz mais le graphe ci-dessous montre que chaque phénomène présente sa propre forme d onde et fréquence. Le système d essai cyclique permet de reproduire ces phénomènes en laboratoire. TRIAXIAL STATIQUE/DYNAMIQUE 50/100 kn SERIE WF7000 q NORMES ASTM D2850, D4767, D3999, D5311 / BS 1377:Part 7, Part 8:1990 Applications Pour la reproduction en laboratoire des vibrations, chocs et charges cycliques sur un échantillon de sol afin de procurer une meilleure connaissance du comportement du matériau soumis à ces phénomènes. Construction Pour la préservation de vestiges archéologiques et confronter les effets des sollicitations passées avec les actuelles. Garantir la meilleure stabilité et intégrité du site archéologique. Les études de laboratoire permettent de simuler les sollicitations du passé ayant eu comme conséquence l accumulation de débris et de sédiments et d étudier les scénarios possibles à l avenir. Liquéfaction La liquéfaction est un phénomène qui apparaît sur sols saturés, où l espace inter granulaire est rempli d eau. L eau interstitielle exerce une pression sur les particules qui influence la liaison des particules entre elles. Avant un tremblement de terre, la pression interstitielle est relativement basse ; le phénomène sismique peut accroître cette pression et réduire ou annihiler la liaison inter-granulaire. De grandes avancées ont été faites dans le domaine de recherche du potentiel de liquéfaction lors des trois dernières décennies. Le phénomène et les problèmes de liquéfaction concernent les sols saturés, même ceux comportant beaucoup de fines. Une attention particulière a été portée ces dernières années aux pentes naturelles, qui même sans secousse sismique, peuvent causer de grandes catastrophes en cas de glissement de terrain. Offshore Pour prise en compte de l effet des marées sur les constructions offshore, structures maritimes, immeubles côtiers, ports et pipelines. Les effets des vagues et les vibrations de pipelines peuvent être recrées. Explosions Quel est l effet d une explosion sur des structures environnantes à une mine ou une carrière? Quels sont les effets sur les fondations de ces structures? Les vibrations engendrées par une explosion peuvent être reproduites pour tester le comportement des matériaux de fondation. Ligne ferroviaire Quels effets ont les vibrations sur des immeubles proches d une voie de chemin de fer? Les trains deviennent plus rapides, créant des vibrations de plus haute fréquence qui sont transmises aux terrains environnants. Des essais cycliques sur souscouches de rails de chemin de fer peuvent être réalisés. Causes possibles de vibrations ou charges cycliques Vagues maritimes Vent Tremblement de terre Ligne ferroviaire Tremblement de terre Ligne ferroviaire Explosions Explosions Trafic Construction 121

63 31 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique... Triaxial Cyclique / Chemins de contrainte (suite) TRIAXIAL CYCLIQUE DYNAMIQUE 31-WF7050 Triaxial cyclique dynamique, bâti 50 kn, PC et unité IMACS 20 bit à 13 canaux, vérin servo-pneumatique 5 kn V, Hz, 1 ph. 31-WF7100 Triaxial cyclique dynamique, bâti 100 kn, PC et unité IMACS 20 bit à 13 canaux, vérin servo-pneumatique 5 kn V, Hz, 1 ph. Principales caractéristiques - Consolidation Ko - Chemins de contrainte - Essais triaxiaux statiques et dynamiques sur même bâti - Chargement cyclique ± 5 kn - Cisaillement jusqu à 25 kn - Vérin fréquence 0-70 Hz - Mesure liquéfaction de sols sablonneux et limons - Simulation de phénomènes sismiques engendrés ou naturels - Contrôle multiaxial à boucle fermée : - charge verticale ou déplacement - pression cellulaire - contre-pression Description générale et spécifications Notre ensemble d essai triaxial cyclique à asservissement à boucle fermée, a été conçu pour appliquer des sollicitations cycliques ou dynamiques à l éprouvette. Le système servopneumatique à contrôle digital gère trois paramètres : charge axiale ou déplacement, pression cellulaire et contre-pression. L appareillage de base intègre un système de contrôle multi-axes (IMACS), le vérin à contrôle digital de 5 kn, un bâti TRITECH 50, un réservoir d air auxiliaire avec deux électrovannes, pour pression cellulaire et contre-pression, deux filtres à air et l unité d acquisition et de traitement de données. Un logiciel pour réalisation d essais cycliques et à chemins de contrainte est également fourni. Le vérin servopneumatique à double effet applique la force axiale en termes de charge (N), contrainte (kpa), déplacement (mm) ou déformation (%). Deux électrovannes contrôlent pression cellulaire et contrepression. Les essais dynamiques sont généralement effectués en conjonction avec des conditions statiques de contrainte imposées. Cela signifie que l éprouvette peut être soumise, en plus des sollicitations dynamiques, à saturation, consolidation à différents niveaux de contrainte (isotropique, anisotropique, ko, etc) et à rupture en conditions statiques. N O T E 31-WF7101 Triaxial cyclique dynamique, bâti 100 kn avec vérin 14 kn disponible sur demande 31-WF7050 Triaxial cyclique dynamique avec cellule TRI-CELL Plus 28-WF4070/P Le système d essai triaxial cyclique dynamique a été conçu pour réaliser les essais suivants : - Essai triaxial standard (UU, CU, CD) avec phases de saturation, consolidation isotrope et anisotrope avec mesure de pression interstitielle et variation de volume - Essai à chemins de contrainte (avec consolidation ko) - Chargement cyclique - Mesure résistance et déformation dynamique - Potentiel de liquéfaction - Module de cisaillement et amortissement. Différentes cellules triaxiales pour éprouvettes de 50, 70 et 100 mm peuvent être utilisées (voir accessoires). Un ensemble triaxial cyclique dynamique comporte : Une presse triaxiale (50 ou 100 kn) Un vérin électropneumatique avec capteurs de déplacement coaxial Une unité IMACS pour contrôle et acquisition de données Les modules de logiciels décrits ci-dessus. Capteurs et cellules triaxiales (modèles Tri- Cell Plus) ne sont pas inclus et devront être commandés séparément selon les dimensions d éprouvettes (Vous référer pages 86 à 89). 122

64 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique Triaxial Cyclique / Chemins de contrainte (suite) 31 TRIAXIAL CYCLIQUE DYNAMIQUE Suite Presses triaxiales Les presses triaxiales standard Tritech 50 et Tritech 100 ont été modifiées pour recevoir le vérin électropneumatique sur la traverse supérieure. Ce vérin est doté d un système spécifique de blocage qui peut être actionné en tout point de sa course. De cette manière, l éprouvette pourra être cisaillée en fin d essai dynamique à charge supérieure. En phase d essai dynamique, le vérin est libre en mouvement vertical, alors qu en phase de compression statique, il est bloqué pour éviter la surcharge. Vérin Le vérin électropneumatique à double effet avec contrôle digital requiert une alimentation minimale en air compressé de 800 kpa. Les signaux envoyés vers le convertisseur voltage/pression par l IMACS sont gérés par le PC pour l application des charges sur l éprouvette. Le vérin comporte un capteur de déplacement intégré qui permet l exécution d essais sous contrôle de charge ou de déplacement. Le vérin peut générer des fréquences jusqu à 70 Hz. Toutefois la vitesse d essai dépendra essentiellement du type d éprouvette et des conditions d essai. Des matériaux mous présenteront une plus grande déformation sous charge et le vérin devra effectuer une course plus conséquente alors que des matériaux plus compacts nécessiteront une charge plus élevée et donc une fréquence réduite. Ce problème ne se pose pas en essais sur sols, en particulier pour le potentiel de liquéfaction, où charge et fréquence seront faibles. Le diagramme ci-contre indique les performances du vérin servo-pneumatique en termes de charge maximale applicable à fréquence donnée pour des sollicitations sinusoïdales. IMACS Système de contrôle multi-axes L IMACS est une unité intégrée compacte destinée au contrôle, à la régulation et à l acquisition des données de l essai et des signaux de capteurs. L unité IMACS est connectée à un PC par port USB. Le module d acquisition de données comporte 13 canaux d entrées pour capteurs normalisés (+/- 10 V). Les signaux sont digitalisés par convertisseur A/D haute vitesse 20 bit pour traitement et visualisation des données. Le module de contrôle dispose de trois canaux pour la rétroaction : le premier dédié au vérin pour charge/déplacement vertical, le second à la pression cellulaire et le dernier à la contrepression. Les deux modules (rétroaction et acquisition de données) disposent chacun de leur interface de communication haute vitesse (10 b/s) USB ou RS232. Cela permet une communication simultanée avec le PC, remarquable de par sa vitesse et sa flexibilité. Supervisé par le PC, l IMACS contrôle automatiquement l application des niveaux de charge des phases individuelles d essai. L IMACS gère directement les électrovannes pour la mise en charge requise, la forme d ondes, la pression cellulaire et la contre-pression. Pendant que l éprouvette est soumise à des sollicitations en charge, l IMACS capture les données de capteurs et les transfère, via port USB ou RS232, ou PC pour traitement, affichage et mémorisation. SPECIFICATIONS TEChNIQUES Vérin Modèle de presse 31-WF WF7100 Capacité 50 kn 100 kn Espacement vertical maxi mm 1040 mm Distance entre colonnes 335 mm 390 mm Plateau dia. 158 mm 158 mm Charge statique maxi. 50 kn 100 kn Déplacement statique maxi. 100 mm 100 mm Vérin et système de contrôle Charge dynamique ± 5 kn, résolution 0.1 kn Déplacement dynamique ± 15 mm, résolution 1 micron Pression 1000 kpa, résol kpa, résol. 0.1 Fréquence maxi. 70 Hz 70 Hz Vitesse statique maxi mm/min mm/min. Vitesse statique mini mm/min mm/min. Charge (kn) Système de contrôle Fréquence (Hz) Autres caractéristiques Dimensions (hxlxp) 1460x503x380 mm 1700x703x503 mm Poids 98 kg 330 kg Nb axes à contrôle digital 3 (charge verticale ou déplacement, pression Cellulaire, contre-pression) Nb canaux d acquisition 13 Module processeur I/O 32 bit RISC Ports de communication USB ou RS232 Vitesse transfert USB 10 Mb/s Vitesse transfert RS Kb/s 123

65 31 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique... Triaxial Cyclique / Chemins de contrainte (suite) DESCRIPTION LOGICIEL Les logiciels, sous environnement Windows, proposés et inclus dans notre livraison sont : Essai triaxial cyclique sous contrôle de charge ASTM D Détermination du module et des propriétés d amortissement de sols ASTM D Essai triaxial cyclique sous sollicitations de contrainte (forme d onde sinusoïdale, carrée, haversine, etc.) Essai triaxial cyclique sous sollicitations de déformation (forme d onde sinusoïdale, carrée, haversine, etc.) Possibilité de programmation par l opérateur de trains d ondes particulières jusqu à points Liquéfaction Chemins de contrainte contrôlés : - avec augmentation/diminution de la contrainte radiale - avec augmentation/diminution de la contrainte axiale * Consolidation - à taux fixe ou variable - isotropique - anisotropique - ko à accroissement contrainte radiale - ko à accroissement contrainte axiale Essai triaxial standard UU, CU, CD Saturation : - à augmentation par incréments ou automatique par paliers de pression cellulaire ou différentielle programmés - saturation continue et contrôle option nel du paramètre B de Skempton Essai monotonique - compression statique avec charge axiale - extension avec charge axiale. Le logiciel d essai triaxial cyclique permet d imposer : Saturation Saturation par palier Saturation continue Consolidation Isotrope ou Anisotrope Ko avec accroissement contrainte radiale ou axiale Chemins de contrainte Contrainte normale et déviatrice Contrainte moyenne normale et déviatrice Contrainte de cisaillement moyenne et maximale Cellule de charge et contre-pression Contrainte déviatrice et contre-pression Phase de rupture cyclique ASTM D5311, D3999 méthode A et B Phase de rupture statique Drainé et non-drainé selon BS 1377, ASTM D4767 ou non standard Saturation Par procédure à incrémentation de pression selon BS mais également possibilité d utiliser d autres méthodes. Le logiciel permet d appliquer des incréments de pression cellulaire et de contre-pression avec valeur B visualisée en phase d application de la pression cellulaire. Visualisation graphique Pression cellulaire/temps Pression interstitielle/temps Contre-pression/temps Variation de volume/temps Consolidation isotropique Permet l application de la contrainte effective par incréments ou en une phase en faisant varier la pression cellulaire ou la contrepression. Le logiciel permet d appliquer des incréments de pression ou des décréments de contrepression. Visualisation graphique Pression cellulaire/temps Pression interstitielle/temps Contre-pression/temps Variation de volume/temps Consolidation anisotropique Permet l application de la contrainte axiale en phases successives croissantes ou décroissantes. Visualisation graphique Contrainte axiale/temps Variation de volume/temps 124

66 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique Triaxial Cyclique / Chemins de contrainte (suite) 31 description logiciel Suite Cyclique Application du niveau de charge cyclique imposé. L écran montre les différentes valeurs en phase cyclique. Visualisation graphique Contrainte cyclique moyenne/temps Contrainte maximale en compression/ cycles Contrainte maximale en tension/cycles Déformation en compression/cycles Déformation en tension/cycles Assignation capteurs Les capteurs peuvent être choisis en archive et assignés à une configuration d essai. Niveaux Cette partie du logiciel affiche en temps réel les mesures des capteurs identifiés par numéro de série, nom, niveaux d utilisation et de signal. Permet également l étalonnage des capteurs linéaires ou non linéaires. 125

67 31 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique... Triaxial Cyclique / Chemins de contrainte (suite) EXEMPLE D ESSAI TRIAXIAL DONNEES D ESSAI Données mises à disposition par le Dr T. Higuchi, Université de Durham Lecture finale des paramètres mesurés : Temps de charge (hh :mm :ss) 00:04:20 Impulsions 26 Pression cellulaire moyenne (kpa) Surface moyenne fin consolidation (mm 2 ) Pression interstitielle maximale (kpa) 85.6 Hauteur fin consolidation (mm) Pression de consolidation (kpa) 99.9 Charge cyclique maxi. comp. (N) 33.2 Rapport pression interstitielle (%) 0.86 Charge cyclique maxi. ext. (N) 34.3 Déformation cyclique comp. (mm) Contrainte maxi. comp. (kpa) 30.4 Déformation cyclique ext. (mm) 6.19 Contrainte maxi. ext. (kpa) 31.4 Déformation axiale maxi. comp. (%) Contrainte cyclique moyenne (kpa) 30.9 Déformation axiale maxi. ext. (%) Rapport contrainte cyclique (%) Double amplitude déformation (%) Rapport contrainte moyenne (%) Essai cyclique sur éprouvette limon sablonneux dia. 38 mm Graphique montrant la déformation cyclique d une éprouvette Graphique montrant le comportement d un sable saturé 126

68 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique Triaxial Cyclique / Chemins de contrainte (suite) 31 ACCESSOIRES Cellules triaxiales pour triaxial cyclique dynamique Les cellules Tri-Cell Plus modèle 28-WF4150/P, 28-WF4100/P ou /P et accessoires pour différents diamètres d éprouvettes et de préparation sont prescrites (vous référer page 88). Capteurs de pression z 31-WF7130 Capteur de pression cap kpa pour pression cellulaire ou contre-pression avec module d étalonnage intégré z 31-WF7131 Capteur de pression cap kpa pour pression interstitielle avec module d étalonnage intégré CAPTEURS POUR TRIAXIAL CYCLIQUE Cellules de charge z 31-WF7115 Cellule de charge submersible cap. 5 kn avec module d étalonnage intégré z 31-WF7116 Cellule de charge submersible cap. 25 kn avec module d étalonnage intégré Ces cellules se logent dans la cellule triaxiale et mesurent la charge appliquée à l éprouvette, indépendamment de la pression cellulaire. Elles sont équipées d un module d étalonnage intégré permettant de les changer ou déplacer sur l unité d acquisition sans nécessité de réétalonnage. Capteur de déplacement z 31-WF7120 Capteur de déplacement axial avec module d étalonnage intégré Ce capteur de déplacement de course ± 25 mm comporte un conditionneur de signal intégré. Il permet la mesure de la déformation de l éprouvette et peut servir de capteur de contrôle pour des essais de déformation cyclique. Précision de 1 micron. Appareil de mesure de variation de volume z 31-WF7125 Appareil de mesure de variation de volume cap. 100 cc avec module d étalonnage intégré Capteur de changement de volume capacité 100 cc avec conditionneur de signal intégré, qui relève la quantité d eau entrant ou sortant de l éprouvette. Equipé d une vanne d inversion de flux, il permet une mesure illimitée. 31-WF7115 Cellule de charge submersible 31-WF7120 Capteur de déplacement 31-WF7131 Capteur de pression interstitielle Détail électrovanne pour mesure du paramètre B Panneau de distribution d eau z 31-WF WF4334 Panneau triaxial pour trois lignes de pression avec manomètre digital Optionnel pour remplir d eau un générateur air/eau à membrane ou une cellule triaxiale. 31-WF4334 Module d étalonnage intégré pour capteur utilisé en essais dynamiques 127

69 31 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique... Triaxial Cyclique / Chemins de contrainte (suite) ACCESSOIRES Suite Bender Elements Applications Les Bender Elements permettent la mesure du module de cisaillement maximal (Gmax) d un échantillon de sol et, à partir de là, la détermination de la rigidité du sol. Le Gmax est généralement associé à des niveaux de déformation en cisaillement de l ordre de % et est un paramètre prépondérant pour des analyses de microdéformations dynamiques, permettant de prédire le comportement d un sol ou d une structure lors de tremblements de terre, explosions ou vibrations générées par des machines ou le trafic. Pour plus d informations, vous référer page 90. BENDER ELEMENTS (UNIQUEMENT POUR CELLULES TRIAXIALES TRI-CELL PLUS) Cellule Eprouvette Embase supérieure et inférieure TRI-CEL Plus dia. avec Bender Elements type à vide pour extension 28-WF4070/P 50 mm 28-WF4058/B 70 mm 70 mm 28-WF4078/B 28-WF4100/P 70 mm 28-WF4078/B1 100 mm 100 mm 28-WF4108/B 28-WF4150/P 150 mm 28-WF4158/B 150 mm Shear Strain Bender Element Triaxial Cyclique Cisaillement Cyclique Cisaillement en Torsion Cylindre creux Fondations Marée Tremblement de terre Bender elements Capteurs de déformation sur éprouvette Application L ensemble comporte deux capteurs de déformations axiales et un de déformation radiale. Lors d essais triaxiaux conventionnels, la détermination de la rigidité axiale est basée sur des mesures externes. Cette méthode induit des erreurs liées à la mise en place des deux pierres poreuses, au système de mise en charge et de mesure. De plus, les deux extrémités de l éprouvette se déforment différemment du tiers médiant où les capteurs de déformation sont montés et qui donne une mesure réaliste. Les capteurs de déformations axiales et radiale permettent une mesure très précise des déformations, et ce, directement sur l éprouvette. Ces capteurs devront être utilisés avec une cellule du type TRI-CELL Plus (voir page 88) Spécifications pour capteurs de déformations sur éprouvette pour essais dynamiques : Linéarité : ± 0.25 % Coef. température : ± 0.01 %/PE/. C Résolution : 1 micron 31-WF4079/KD 31-WF4109/KD 31-WF4159/KD Kit capteurs de déformations sur éprouvette dia. 70 mm, comportant 2 capteurs axiaux et 1 radial, anneau extensométrique radial, avec module d étalonnage intégré pour essais dynamiques Kit capteurs de déformations sur éprouvette dia.100 mm, comportant 2 capteurs axiaux et 1 radial, anneau extensométrique radial, avec module d étalonnage intégré pour essais dynamiques Kit capteurs de déformations sur éprouvette dia.150 mm, comportant 2 capteurs axiaux et 1 radial, anneau extensométrique radial, avec module d étalonnage intégré pour essais dynamiques 128

70 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique Cisaillement cyclique simple WF7500 MACHINE DE CISAILLEMENT CYCLIQUE SIMPLE V, hz, 1 Ph. ASTM D6528 Introduction La machine de cisaillement cyclique simple est généralement utilisée dans le cadre de recherches sur le comportement dynamique de sols, puisqu elle permet de simuler relativement aisément diverses conditions de chargement sur site telles que : - Stabilité en conditions sismiques de plateformes continentales constituées de couches d argile - Dégradation de la résistance au cisaillement de sols cohésifs soumis à des charges cycliques - Evaluation du potentiel de liquéfaction de sols non cohésifs soumis à des charges cycliques. La machine de cisaillement cyclique simple détermine les déformations planes. La contrainte de cisaillement est appliquée par un mouvement horizontal sur la base de l éprouvette par rapport à sa face supérieure. La section horizontale de l éprouvette est maintenue constante et toute modification de volume se traduit par un mouvement vertical du piston supérieur. Cette distorsion imposée est appelée cisaillement simple Le système a été conçu pour effectuer la consolidation, le drainage puis le cisaillement. 31-WF7500 Principales caractéristiques - Fréquence vérin jusqu à 70 Hz - Mesure de déformation plane - Cisaillement à hauteur constante - Cisaillement à contrainte constante - Cisaillement à déformation constante Eprouvette Le diamètre standard de l éprouvette est de 70 mm ; l essai peut également être réalisé sur éprouvette dia. 50 mm avec le kit de conversion 31-WF7500/1 (voir page 180). L éprouvette est positionnée sur une embase, logée dans une membrane caoutchouc avec colliers et surmontée d un piston de chargement comme pour un essai triaxial. Afin de maintenir constant le diamètre de l éprouvette durant l essai, on entoure l éprouvette d une série d anneaux en laiton. Phase de cisaillement Durant la phase de cisaillement les anneaux glissent les uns sur les autres dans un plan horizontal ; la hauteur verticale de l éprouvette est maintenue constante par le vérin géré par un asservissement à boucle fermée qui relève la mesure du capteur de déplacement. Les anneaux maintiennent le diamètre de l éprouvette constant. Embase supérieure Contrainte verticale Anneaux laiton Embase inférieure Contrainte de cisaillement 129

71 31 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique... Cisaillement cyclique simple (suite) DESCRIPTION GENERALE Système de base Le système est constitué d un bâti de cisaillement simple, d un réservoir d air tampon, et de vérins 5 kn avec électrovannes pour contrôle chargement vertical et horizontal ; il comporte en outre une unité de contrôle et d acquisition de données décrite ci-dessous. Les deux vérins sont fixés sur le bâti garantissant la force de réaction aux sollicitations appliquées. Chaque vérin est doté d un capteur de déplacement intégré qui transmet au PC la position du piston. Cette mesure est très importante car elle permet à l opérateur, lors de la mise en place de l éprouvette, de vérifier que la course soit suffisante pour toute la durée de l essai. L éprouvette est mise en position dans la machine qui comporte une partie supérieure fixe et une partie inférieure mobile. La charge axiale est appliquée par un piston vertical de dia. 50 mm parfaitement guidé pour éviter tout mouvement horizontal. La partie inférieure de la boîte comporte un guidage analogue à celui d une machine de cisaillement horizontal. IMACS Système de contrôle multi-axes Le système est identique à celui utilisé en Triaxial Cyclique mais ne comporte que 6 canaux au lieu de 13 (vous référer page 123). Cellules de charge Deux cellules de charge de 5 kn sont montées en ligne avec les vérins vertical et horizontal. Elles comportent un module d étalonnage intégré, permettant de les changer ou de les déplacer sans nécessité de réétalonnage. Précision 1 N. Capteur de déplacement horizontal Ce capteur de déplacement de course ± 25 mm est intégré dans le vérin et permet de mesurer la position du piston de charge horizontale. Peut également être utilisé comme capteur de contrôle pour essai de déformation cyclique. Capteur de déplacement vertical Ce capteur de déplacement de course ± 2.5 mm est destiné à la mesure de la hauteur de l éprouvette. Précision 1 micron. Conditionneur de signal intégré Ce module normalise les signaux de sortie des capteurs permettant de les déplacer d un canal à l autre sans nécessité de réétalonnage. Caractéristiques du système Bâti : En acier, à poser au sol, doté de deux vérins double effet (horizontal et vertical) comportant chacun un capteur de déplacement intégré. La tête de chargement est fixe dans le plan horizontal alors que la base est mobile et guidée. Dimension éprouvette : dia. 70 mm (ou 50 mm avec kit de conversion) Charge maxi. : ± 5 kn (horizontale et verticale) Gamme de fréquence : 0 à 70 Hz b Dimensions : 1500x1200x700 mm (hxlxp) Alimentation : V, Hz, 1 ph. a Poids : 350 kg Eprouvette en place dans la machine de cisaillement cyclique simple 31-WF7500 Le système comporte : - Machine de cisaillement cyclique simple avec vérins vertical et horizontal cap. 5 kn - Accessoires pour préparation d éprouvette dia. 70 mm - Capteurs de déplacement et cellules de charge - Unité de contrôle et d acquisition de données - Logiciel et PC. Accessoires Kit de conversion pour éprouvette dia. 50 mm z 31-WF7500/1 Accessoires pour éprouvette dia. 50 mm, livrés avec embase et tête de chargement 130

72 ESSAIS DE SOL Géotechnique : Triaxial Cyclique dynamique Cisaillement cyclique simple (suite) 31 LOGICIEL Phase de consolidation La phase de consolidation consiste à appliquer sur l éprouvette une charge statique verticale, en maintenant la charge horizontale (cisaillement) fixe. Contrainte axiale et déplacements vertical et horizontal sont affichés sur un diagramme en fonction du temps. Les données de mesures mémorisées sont également présentées sous forme de tableau. Cette phase de consolidation sera interrompue manuellement par l opérateur une fois que la consolidation apparaîtra achevée. Phase de cisaillement cyclique simple Dans cette phase, on applique à l éprouvette une force horizontale de cisaillement ou alternativement une déformation cyclique. Simultanément l axe vertical est maintenu à contrainte spécifiée ou en option, hauteur d éprouvette constante. Au cours de l essai, on relève forces axiale et latérale, déplacements vertical et horizontal et pression interstitielle induite. L échantillonnage est de 50 acquisitions par cycle au maximum. Les données sont affichées en forme d ondes, diagrammes en fonction du temps, tableaux et sauvegardées en mémoire. La forme d ondes cycliques pourra être choisie parmi des suggestions ou définie par l opérateur. Phase de cisaillement à déplacement linéaire La phase de cisaillement à déplacement linéaire consiste à appliquer une certaine valeur de cisaillement latéral à l éprouvette. Forces axiale et latérale, déplacement, ainsi que pression interstitielle sont mesurés pour chaque cycle. Les données sont affichées en forme d ondes, de tableaux et sauvegardées en mémoire. ECRANS DE LOGICIEL Paramétrage Cette partie de logiciel vous permet de choisir les paramètres d essai que vous souhaitez imposer aux différentes phases comme, par exemple : - Niveau de pression axiale en consolidation - Mode de contrôle phase de cisaillement : contrainte axiale constante ou hauteur constante - Cisaillement latéral contrôlé en force ou déplacement avec sélection type de forme d onde - Vitesse de cisaillement statique - Fin d essai en nombre de cycles en % de déformation axiale. Consolidation Les forces de consolidation appliquées sont visualisées. Graphiques Contrainte axiale/temps Pression interstitielle induite/temps Charge axiale/temps Force de cisaillement/temps Cisaillement cyclique Forces dynamiques et déplacements appliqués sont visualisés. Graphiques Contrainte axiale/temps Pression interstitielle induite/temps Charge axiale/temps Force de cisaillement/temps Cisaillement statique Affichage du taux de cisaillement appliqué Graphiques Contrainte axiale/temps Pression interstitielle induite/temps Charge axiale/temps Force de cisaillement/temps 131