Étude en laboratoire de l influence des paramètres géométriques du phicomètre Julien ARPAIA CETE Normandie-Centre LRPC Rouen Julien ARPAIA Page 2/17
Introduction Objectifs de l expérimentation Décrire l essai in situ au phicomètre par une expérience en laboratoire Étudier l influence de la géométrie des rainures du phicomètre sur les caractéristiques de cisaillement mesurées Contexte Opération de Recherche 11P061 ERA 28 : CER LRPC Rouen Julien ARPAIA Page 3/17
LES PLÉNIÈRES 2008 DU LCPC 1. Caractérisation du phicomètre Outil de mesure du cisaillement in situ normalisé (XP P 94-120) Essai réalisable dans des sols grossiers Figure 1 : Appareillage de mesure (Apageo) Julien ARPAIA Page 4/17
Principe de l essai Forage préalable Dilatation préliminaire de la sonde Essai de cisaillement par arrachement (vitesse constante) par paliers de pression successifs Figure 2 : Schéma du phicomètre (Apageo) Julien ARPAIA Page 5/17
Exemple de résultat Fluage initial Estimation de caractéristiques de cisaillement in situ Figure 3 : Exemple sur sable de Fontainebleau (Philipponnat) Julien ARPAIA Page 6/17
2. Méthodologie expérimentale Principe Schématiser l essai in situ au phicomètre par un essai de cisaillement en laboratoire à la boîte de cisaillement Représenter la sonde du phicomètre par une plaque dotée des mêmes caractéristiques géométriques Test de l influence de l espacement entre les lamelles de la sonde phicométrique sur les valeurs de cisaillement mesurées Julien ARPAIA Page 7/17
LES PLÉNIÈRES 2008 DU LCPC Figure 5 : Coupes du phicomètre (Norme AFNOR) 4 plaques avec e=0-4-8-12 mm Figure 4 : Sonde du phicomètre (Apageo) Julien ARPAIA Page 8/17
Protocole d essai Figure 6 : Schéma de l essai (Q Cai) Préparation du matériau Mise en place du matériau dans la boîte Compactage du matériau dans la boîte (statique puis dynamique) Mise en place de la plaque test Installation de l instrumentation Réalisation de l essai : o 3 contraintes (50-100-150 kpa) o Vitesse : 1 mm/min Julien ARPAIA Page 9/17
3. Résultats des essais Plaque 0 : lisse Plaque 1 : dents sans rainure e=0mm Plaque 2 : dents rainures e=4mm Plaque 3 : dents rainures e=8mm Plaque 4 : dents rainures e=12mm Répétabilité : 2 phases complètes d essai réalisées au minimum pour chaque configuration Julien ARPAIA Page 10/17
Résultat d essai : plaque n 1 c = 1,2 kpa Φ = 33,3 Julien ARPAIA Page 11/17
Problèmes expérimentaux rencontrés Basculement de plaque Pollution du sable par des matériaux granulaires (graviers) Julien ARPAIA Page 12/17
Synthèse Référence Nombre d essais Cohésion (kpa) Angle de frottement interne ( ) Phicomètre in situ (Philipponnat) - 0 36,1 Plaque 0 6-7,5 29,3 Plaque 0 (correct.) 6 0 26,6 Plaque 1 6 1,2 33,3 Plaque 2 7 3,2 31,1 Plaque 3 10 3,2 30 Plaque 4 9 3,6 28,2 Julien ARPAIA Page 13/17
Analyse Répétabilité globalement bien respectée Influence de l espacement entre anneaux de cisaillement sur les valeurs de cisaillement mesurées mises en évidence Essai au phicomètre : o Sur-estimation de la cohésion o Sous-estimation de l angle de frottement interne Julien ARPAIA Page 14/17
Interprétation Surface de cisaillement : o Contact sable-sable o Contact sable-métal Plaque 1 : o Contact sable-sable : 91% o Contact sable-métal : 9% Plaque 4 : o Contact sable-sable : 93% o Contact sable-métal : 7% Φ{sable-métal} < Φ{sable} : Figure 7 : Plaque après essai (CER) Première approche en contradiction avec l expérience Julien ARPAIA Page 15/17
Conclusion Mise en place d un protocole d essai représentant l essai in situ au phicomètre par un essai de laboratoire 38 essais de cisaillement (BGD) réalisés sur le sable Fontainebleau Importance de la procédure de répétabilité Problèmes expérimentaux (basculement de la plaque, pollution du sable) Impact constaté de l espacement entre anneaux Généraliser la démarche pour d autres matériaux (sables hétérogènes, graves) Étudier l influence d autre paramètres géomètriques Julien ARPAIA Page 16/17
Quelques éléments bibliographiques : Norme XP P 120. (1997), Essai de cisaillement au phicomètre. Philipponnat G. (1986), Le Phicomètre Essai de cisaillement in situ. Revue Française de Géotechnique n 35. Philipponnat G et Zerhouni M. (1993), Interprétation de l essai au Phicomètre. Revue Française de Géotechnique n 65. Julien ARPAIA Page 17/17