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Caractérisation des matériaux traités du matelas
Essais en centrifugeuse avec des matelas traités
Paris, le 04/10/2011Umur Salih OKYAY
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Ordre de la présentation
� Caractérisation des matériaux traités
� Préparation du sol� Détermination de la formule de traitement� Essais au laboratoire
� Essais en centrifugeuse (matériaux traités)
� Observations
3
Un chantier d’inclusions rigides avec un matelas tr aité
4
Préparation du matériau : Limons de Goderville - 3 Tonnes
SECHAGE CHAMBRE CLIMATIQUE
CONCASSEUR HOMOGENEISATION
5
Caractérisation des massifs
Formules de traitement
• Limon + 3% Chaux
• Limon + 6% Ciment
• Limon + 2% Chaux + 3% Ciment
• Limon + 2% Chaux + 5% Ciment
Essais de caractérisation
Essais de résistance
250 essais à 7, 28, 90 et 350 jours
Sol cohérent : Limon de Goderville traité à la chaux et/ou au ciment
• Compression
• Traction
• Cisaillement
• FlexionF4
F3
F2
F1
6
Essais de caractérisation et aptitude
7
Limons de GodervilleEssais de résistance m écanique
7J – 28J – 90J – 350J
8
Essais de flexion : 4 x 4 x 16 cm
9
Evolution de la coh ésion
0
20
40
60
80
100
120
1 10 100 1000Temps de cure (jours)
Coh
ésio
n (k
Pa)
Sol naturel
Chaux
Ciment
F3
F4F2
F1
10
0
5
10
15
20
25
30
35
1 10 100 1000Temps de cure (jours)
Ang
le d
e fr
otte
men
t (°)
Sol naturel
Chaux
Ciment
Evolution de l’angle de frottement
F3
F4
F2
F1
11
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400Temps (Jour)
Mod
ule
de Y
oung
(M
Pa)
3% CaO6% Ciment2%CaO+3%Ciment2%CaO+5%Ciment
Chaux
Ciment
F3
F4
Chaux – prise lente, évolution continue, résistance faible
Ciment – prise rapide, évolution stoppée à 28j résistance élevée
Evolution du module de Young
F2
F1
12
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0Déformation axiale (%)
Con
trai
nte
axia
le (
MP
a)
Sol naturel
Chaux
CimentRésistance faible
ductile
Résistance élevée, fragile
Résistance et comportement m écanique
F3
F4
F2
F1
13
� Chaux : Comportement ductile - Résistance faible –Temps de cure important
� Ciment : Comportement fragile - Résistance élevée -Augmentation rapide des caracteristiques mécaniques dans le temps
Observations
F2F1
14
Fabrication des galettes du sol traité
MALAXAGE TRAITEMENT COMPACTAGE
COMPACTAGE STOKAGE TRANSPORTATION
15
Campagne expérimentale en centrifugeuse
16
Dispositif expérimental en centrifugeuse
17
41 essais en centrifugeuse
Remblai / dallage
Espacement :100–141–200mm
Diamètre : 25 mm
Epaisseur du matelas :
35 – 50 – 90 – 105 mm
Espacement : 1,2 – 4 m
Diamètre : 30 - 50 cm
Epaisseur du matelas :
42 – 60 cm
MODELE PROTOTYPE
Chargement monotone / cyclique
12 x g
20 x g
Granulaires / cohérents 13 essais
18
ESSAI TYPE : Déroulement d’un essai
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135
Temps écoulé (min)
Dép
lace
men
t ver
tical
(m
m)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Pre
ssio
n (k
Pa)
12xg - 20xg Fin de remplissage
Descente du plateau
Fin de l’essai
19
CAS DU DALLAGEMATELAS COHERENTS
13 ESSAIS
3 taux de recouvrement : 1,23% - 2,45% - 4,91%
H / s : 0,18 – 0,35
H / D : 1,4 – 2,0
Surcharge : 50 – 80 kPa
20
Evolution de l’efficacité avec un matelas cohérent traité à la chaux ( α α α α = 1,23%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50Ratio Tassement / Diamètre ( ∆∆∆∆z/D)
Effi
caci
té n
orm
alis
ée (
%)
Emax = 100 %
E = 85 % E = 86 %
E31 - H/s = 0,25 E32 - H/s = 0,18
E > 85%
21
Evolution de l’efficacité avec un matelas cohérent traité au ciment ( α α α α = 1,23%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50Ratio Tassement / Diamètre ( ∆∆∆∆z/D)
Effi
caci
té n
orm
alis
ée (
%)
E33 - H/s = 0,18 E34 - H/s = 0,25
E > 90%
22
Mécanismes de rupture :Observations après l’essai
23
Mécanismes de rupture :Têtes coniques et angles rupture
24
Mécanismes de rupture :Zones de faiblesse et interfaces de décollement
Décollement entre les couches de compactageSurfaces de rupture sur les chapiteaux en tête des inclusions rigides
25
� Chaux : comportement m écanique souple et radoucissant
� L’efficacité augmente progressivement � Les contraintes sont réparties entre les inclusions
rigides et le sol compressible par flexion du matelas
� Ciment : comportement m écanique fragile et cassant
� L’efficacité augmente rapidement� Comme une dalle sur les têtes des inclusions rigides
CONCLUSIONS
26
� E > 85% après la rupture
� Le matelas de faible hauteur se fissure et se détruit plus facilement qu’un matelas épais.
� Malaxage et compactage
CONCLUSIONS
27
Fin de la présentation.
Merci pour votre attention.
28
29
Cycles de chargement / déchargement
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 100 200 300 400 500Temps écoulé (min)
For
ce (
N)
monotone
cyclique
∆∆∆∆z/D = 0,15
∆∆∆∆z/D = 0,28
∆∆∆∆z/D = 0,52
30
Cycles de chargement / déchargement
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80
Ratio Tassement / Diamètre ( ∆∆∆∆z/D)
For
ce (
N)
E28
E29
monotone
cyclique
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