MINISTÈRE DE L'AMÉNAGEMENT. OU TERRITOIRE DE L'ÉQWIPEMENT, OU LOGEMENT ET DLJ TOURISME " ,

LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES

, '

" " . Rapport de recherche N° 23

Janvier 1973

Etude sur la' perméabilité des sols tins

mesurée en laboratoire ,

· ,

's. AM AR

H.DUPUY

, ,

, ,

Etude sur la perméabilité des sols fins

mesurée en laboratoire

S. AMAR Assistant

H. DUPUY Technicien

Section des Fondations Département des Sols et Fondations

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

Sommaire _____________ _

Résumé en français

Présentation, F. Baguelin

1 1 ntroduction

2 Généralités sur la perméabilité

3 Evaluation du coefficient de perméabilité

4 Propriétés des sols

4.1 Argile vaseuse de Narbonne

4.2 Vase de Martrou

4.3 Limon d'Orly

4.4 Sable argileux de Bercy-Conflans

5 Consolidation des différents sols

5.1 Argile vaseuse de Narbonne

5.2 Vase de Martrou

5.3 Limon d'Orly

5.4 Sable arg ileux de Bercy-Conflans

6 Coeff icient de perméabi lité

6.1 Argile vaseuse de Narbonne

6.2 Vase de Martrou

6.3 Limon d'Orly

6.4 Sable argi leux de Bercy-Conf lans

7 Conclusions

Bibliographie

Résumé en ang lais, allemand, espagnol, russe

- Procédures

4

5

7

8

12

14

17

20

30

32

33

M I NISTÈRE DE L'AMENAGEMENT DU TERRITOIRE, DE L'EQUIPEMENT, DU LOGEMENT ET DU TOURISME

LABORATOIRE CENTRA L DES PONTS ET CHAUSSEES - 58, BD LEFEBVRE 75732 PAR I S CEDEX 15

JANVIER 1973

3

.Nos lecteurs étrangers trouveront ce résumé traduit

Résumé cu anglais, allemand, espagnol et J"lUJe Cil fin de rapport. O"r readen willJilld thi.< ailstract at the elld of the report. Uusere Le.rerJillden diese ZusammenfaSJllllg am Elide des Berichle.'i. ,Nuc.rtroJ [eeLOTes hallaràn este resumcn alfinal del inJorme. !JuroN/il IJ/Cllr!1l {1If1l011lUl/1I11 11O.MetllCIl Cl 1,'O /flI C (jJn~/Cm(l.

Etude sur la perméabilité des sols fins mesurée en laboratoire

l.es buts de celll' él llfh' l~laieJlL de :

l - Comparer les va leurs du coeflit'il'ul de (I l' rIlH:'a hililé IIll'SUrCl'S l' Il la horaloin.' a u cours de l' essai œclomêlriqu c cl celles ca lculees ~l pn rli r du co(' fli ci(' lll dl' consolid at ion C\".

:2 - Vér ifier :;'il y a ou HOIl linh lri ll' l' Il ll'l' Il' 19 dl' Cl'S cOl'Ilil'ÎenLs K el Il'S fondions c, ('.2 et ('.:1

1 + c : (lincal'ilé qu'on ll'Oll\'l' pour h.'s !'ia hll'S).

:3 - Enfin étu dier l'influ ence du papier filtn' inll' rposl' l' lI l re 1'('r!w ll t illoll l'l la pi l' rre poreuse sur les résullals oblen us il l'wdomèLrl'.

L'élud t, il port é sur qualre sols;

• l'arg ile "ascusc dt' ~a rb()nllt· , • la yase dl' ~"I arlrou . • le limon {l' Orly • el le sa ble argileu x ùe ){(-rcy-Confla ns.

Le~ rcsu llals ublenus, bien q lll> IH' porlan l 'I lIl' Sil l' 1111 nombrl' lrès lilllil (' (Il' sols, onl pl'rmis dl' tirer les co nclu sions suivantes;

- Aucu ne loi gént'rale dl" 'i:lria LÎolJ clu c()e lli cienl dt, <:.o nsolid atioll Cy l'Il fo nct ion dl'S co nlrai n­les appliqu ées n'a pu (\lre (Il-gag('l" pOli r l'l'IlSl' ll1hk des sols.

- Il sl'mbk exisler pOUl' ce l-La În s sols UIl l' loi Iilll'aiI'l' l'Illn' Il' Ig dl' )( l'l Il's fouclions e, e ~ d (':1

l + e

- Lc coeflicil'nl d l> pl'l1nrabililt' IIll'sll r(~ l'xp('ri llll'Ilt a ll'Illl'n t dimilllll' pour l'l'rLains sols lors­fJu'il n'y a pas dl' pap it' r liltre.

- POLI l' l'e Il semble ries sols l'Ludies, Il's , 'a ll'urs du l'ol' Ilit'Î l' ul dl' jl l' rml'êl bililê ca kul('l's Ù partir du C,> son t 100 il 1 000 foi s plus (' Il'n:'l's l)U l' ('l' lI l's du l'ol'l lil'il' IJI dl' pl'rml'élhiliLl' Ill l'sun' l'X pé­rilll C' lllalemen t.

MOTS CLÉS : 42· Perméabilité· Sol· fin (Matériau)· Mesure - Laboratoire· Coefficient· o,domé tre

Consolidation - Argile· Vase· Limon· Sable · Filtre/papier.

PRËSENTATION

F. BAGUELIN

Ingénieur des Ponts et Chaussées

Chef de la section des Fondations

Département des Sols et Fondations Laboratoire central

Des données expérimentales sur la perméabilité et la consolidation de sols rencontrés à l'occasion de projets, ont été rassemblées et complétées par des mesures supplémentaires et font l'objet d'une étude comparative. Elle permet de se rendre compte qu'il n'existe pas de loi générale concernant la variation de la perméabilité avec l'indice des vides, contrai· rement à ce qui a pu être proposé pour les sols sableux. Il est probable qu'à l'origine de cet état de choses, se trouvent les différences de structures des sols fins, comme par exemple le fait que les vides ne sont pas répartis nécessairement de manière uniforme et que la position relative des différents minéraux peut être très variable suivant les sols, comme le montrent par ailleurs les recherches de A. Le Roux*. On ne peut donc établir que des lois particulières, valables pour un nombre limité de sols.

En ce qui concerne la consolidation, on n'a pas noté sur les sols étudiés de loi de varia· tion du coefficient Cv avec la charge. On constate par ailleurs une grande différence entre les valeurs de perméabilité mesurées directement et celles calculées à partir de la consoli· dation, puisque ces dernières peuvent atteindre 100 à 1000 fois les premières. Ce phéno· mène, bien qu'intéressant à noter, ne constitue cependant qu'un aspect des difficultés ren· contrées par la mécanique des sols dans la prévision des temps de consolidation, difficultés pour lesquelles l'effort principal de recherche des laboratoires des Ponts et Chaussées est ac· tuellement dans la détermination du coefficient de consolidation en place.

Cette étude, effectuée avec les moyens normaux d'études courantes, donne des indications précieuses sur les voies de recherche possibles en matière de consolidation des sols.

* A. Le Roux, Le microscope électronique à balayage - Applications à l'étude des marnes, Bull. Liaison Labo. P. et Ch. 54 (1971) p. 6.

5

1. - INTRODUCTION

La perméabilité est une des plus importantes caractéristiques des so ls . Elle concerne tous les problèmes à' éco ulement de l ' eau dans les sols, tels que:

- écoulement sous les barrages, - évacuation de l'eau d ' un sol par application d ' une charge (consolidation), - drainage des remblais, etc . ..

Par ailleurs, il est re connu que la résistance effective d'un sol, est souvent indirec tement cOEInandée par sa perméabilité.

Cette perméabilité est déterminée en laboratoire de deux manières

1- par mesure directe effectuée à la fin d ' un palier de chargement à l'essai oedométrique,

2- par le ca lcul à partir du coefficient de consolidation du sol Cv.

Le but de cette étude est double :

comparer les valeurs de la perméabi lité mesurée et celles calculées à partir du coefficient de consolidation Cv,

- étudie r l'infl uence du papier filtre au cours de l'essai oedométrique .

En effet , contrairement au LCPC, la majorité des laboratoires de mécanique des sols, t ant français qu'étrangers pratiquant l'essai de compressibilité à l'oedomètre , ne juge nt pas utile de me ttre entre l ' échantillon e t la pie rre poreuse, un papier filtre.

Nous profiterons donc de ce tte étude, pour tenter ùe connaître l'influence d'un papier filtre:

d ' une part, sur les valeurs des coefficients de perméabi lité mesurées e t calculées,

- d'autre part, sur les résultats des différentes caractéristiques de com­pressibilité déterminés à l'oedomè tre.

2. - GÉNÉRALITÉS SUR LA PERMÉABILITÉ

La comparaison d'un écoulement dans le sol et dans les tubes capil l aires a permis d ' aboutir à l' éq uati on sui vante ( 1) :

dans l aq ue lle

Yw ~ 1 + e c

K - représente le coefficient de perméabilité de Darcy,

( 1)

D - le diamètre effectif des particules assimilées à des sphères , dont le s

rapport équivalent volume - surface, est une constante pour chaque so l,

Yw - le poids spécifique de l'eau,

~ - la visco s i té du liquide (eau),

e - l' ind i ce des vides,

C un facteur de fo rme qU1 dépend de la s t r ucture des grains.

La perméabilité dépend aussi de la fraction de ga z non dissout par l' eau interstitielle*[ I} .

Influence de la taille des grains sur la perméabilité

En partant de la loi de Poiseuille , donnée par l a relation

v i

dans laquelle :

v est la vitesse moyenne d ' écou l ement dans un tube capillaire ,

R le rayon du tube capi llaire ,

*Voir en fin de texte, la liste bibliographique.

o

~ la viscosité du liquide (eau),

i le gradient hydraulique.

Taylor [1] conclut que la perméabilité varie approximativement avec le carré du diamètre des grains .

Ainsi, Hazen [2J, cité par Taylor, trouve que la perméabilité de certains z sables peut être exprimée par la relation: K = 100 DIO où DIO désigne le

diamètre des grains correspondant à 10% en poids du matériau.

Cette relation permet d'estimer grossièrement la perméabilité de certains sables, mais ne peut être appliquée pour des sols d 'un autre type.

Influence des propriétés de l'eau interstitielle

D'après la relation (1), la perméabilité est proportionnelle au rapport du poids spécifique de l'eau Yw et de sa viscosité ~.

La valeur de Yw peut être considérée comme constante alors que celle de la viscosité de l'eau varie considérablement avec la température.

Ainsi, lorsque tous les autres facteurs restent constants, on peut définir l'influence de la viscosité de l'eau sur la perméabilité, par la relation:

KZ (2)

Influence de l'indice des vides sur la perméabilité

Celle- ci a été étudiée théoriquement et vérifiée expérimentalement pour les sols pulvérulents, notamment sur des sables.

Cette étude a permis d ' établir la relation qui exis te entre deux perméa­bilités d'un sol pulvérulent à une température donnée:

Cz eZ 3

1 + e Z (3)

Cette équation est rationnelle, mais pour être appliquée, elle nécessite la connaissance des valeurs des coefficients de forme des interstices CI et C2 .

9

Tay lor aff irme que l es é tudes faites s ur l es sables ont montré que l e f ac t e ur de f o rme C vari e trè s pe u avec l'indi ce des vides . Grâce à cette constatation, l a relati on (3) peut s 'éc rire

3 e2

+ e2 (4)

On s ' aperçoit al ors que l e coe fficient de pe rméabilité d ' un sol pulvérulent

es t proportionne l au rapport

Une te lle proportionna lité doit pouvoir s e vérifi e r expérime ntalement . Zunke r F. [3J , c ité pa r Tay l or donne l a relation

(5)

En cons idé r ant que pour des sable s , C e st constant, la relation (5) , peut s ' écrire :

(6)

Ce tte re l a ti on pe ut, pour de s so ls pulvérulents, être vérifiée expérimen­tale ment .

Le s e ssai s réali sés en laboratoire ont,d 'après Tay l or,montré d 'une façon c l ai r e que les équati ons (4) et (6), é tabli es pour l e s so l s pulvé ru l ents , ne s ' appliquent pas aux sols f ins .

L' e xpli ca ti on donnée par ce t aute ur, se rait que l 'eau ads orbée enrobant l es parti cules , ne pe ut c i reule r libre ment dans le s ol et donc que la perméa­bilité es t r égie par un indi ce des vides r éduit ou e ffi cace.

Lambe [4J r e pre nant l e s travaux de p l us i e urs che r cheurs étudie l ' influence d ' aut re s fac t e ur s non abo rdés dans no tre é tud e sur l a pe rméabilit é de s s o ls f ins . Ce son t :

- l a con~ os iti o n ln i ni ra l ogique de s so l s , - le degré de s a tura tion , - l a stru c ture , compr enant outre la di s t ri buti on e t l ' arrangement sp atial

des part i cul es , l a na ture 0 t l'int en s it ~ des f o rces entre parti cul es .

Comme Tayl o r, Lambe déc lare qUl'" l es diffé re nt s f ac t eurs in f lue nçant l a pe rméabilit ~ des sols pl l lv ~ ruient s , sont re l ativcnœnt bien connus, mais que l es équa ti ons défi ni ssant ce tte p e rméabilit ~ , sünt d'un emploi très re stre int , l o rsqu ' il s 'agit de s so l s f ins.

10

Lambe donne deux raisons pour cela

J - il est très difficile de déterminer les "constan t es effectives" de tels sols ,

2 - les différents termes influençant la perméabilité sont dans le cas des sols fins, interdépendants et en général d 'une manière très complexe ; par exemple , le degré de saturation pour une nlinéralogie donnée, influe sur l'in­tensité et la distribution des forces entre particules, c 'est- à- dire s ur la structure .

Ordre de grandeur de la perméabilité de différents so l s: Lambe 15[ . propose les dénominations ci - après, d 'après le coefficient de perméabilité.

Degré de perméabilité en cm/s

_ 1 Grand K > 10

_1 _ 3 Moyen 10 > K > 10

- 3 - 5 Faible 10 > K > 10

- 5 - 7 Très faible 10 > Y > 10

_7 "pratiquement imperméable ll K < 10

Nous présentons ci - après une partie du tableau proposé par Casagrande et Fadum , et cité par Terzaghi [ 6J, donnant l es caractéristiques de perméabilité et de drainage des sols .

Coeff icient de perméabil ité K en cm/s (échelle logarithmique)

la' la 1 1 r r 1 1 1 1 1

Drainage Bon Mauvais Prat iquement imperméable

Graviers sans Sables purs, mélanges de Sables très fins, sil ts organiques et Sols «imperméa-

sable ni éléments sable et de gravier sans inorgani ques; mé langes de sable, bles» c'est-à-dire

Types de sol fins. éléments fins de silt et d'argile; arg ile à blocaux les arg iles homo-

dépôts stratifiés d'arg ile . gènes au-dessous

Sols «imperméables}) transformés sous de la zone d 'a llé·

l'effet de la végétation et de l'altération ration.

11

3. - ÉVALUATION DU COEFFICIENT DE PERMÉABILITÉ - PROCÉDURES

3.1 - MLSURE DIRECTE A L'OEDOMETRE

On effectue un e ssai de perméabilité à charge variable, illustré par les schémas de la f i gure 1.

s '1 l'

- ho

s J 0'

l ~.J - 1 = 0

Fig. 1

Le coefficient de perméabilité K, est donné par

K = 2 3 ~ , S

hO 19 (hl)

at , H

0 '

3.2 - CALCUL A PARTIR DU COEFFICIENT DE CONSOLIDATION Cv

Cv a Yw On a K v

+ e

ho

h,

1=0+ AI

(7)

(8)

Cette formule est appliquée à un palier de chargement et donc fournit une valeur moyenne de la perméabilité . On y introduit les valeurs

- Cv déterminé d ' après la courbe de consolidation

- av appelé coefficient de compressibilité égal à

"

/t ou 19t ae

- ocr 1 ·

Ce terme a été calculé entre deux paliers de pression, en prenant un 6e et un 60' pour l es paliers considérés .

Nous avons déterminé les perméabilités de plusieurs sols par ces deux méthodes .

Les sols ont été choisis de façon à couvrir une large gamme de perméabilité. Ce sont :

1- l'argile vaseuse de Narbonne, 2- la vase de Martrou, 3- l e limon d'Orly, 4- le sable argileux de Bercy-Conflans.

Pour chaque sol étudié, deux éprouvettes supposées identiques ont été découpées au même niveau et mises en place chacune dans un moule oedométrique.

Les pierres poreuses utilisées étaient neuves et identiques méabilité d'après les fournisseurs est de 10-2 au cm/s.

l eur per-

Vue au microscope (fig. 2), la pierre poreuse se présente comme constituée de grains de quartz anguleux de 0,4 mm, collés entre eux.

G : 25 Fig. 2 G : 75

Entre les faces de la pierre poreuse et le sol, on a mis pour l'une des éprouvettes un papier filtre sans cendre, ayant une épaisseur de quelques mi­crons et un poids de 0,06 mg.

13

Pour la seconde éprouvette, ltessai est réalisé sans les papiers filtres (pour les limons d tOrly, toutefois, les essais ont été réalisés avec papier filtre) .

Ne possédant qu'une seule qualité de papier filtre, pour mieux appreC1er l'influence de ce dernier (épaisseur et porosité), sur le résultat des essais, une expérience a été faite avec un double papier filtre entre l'éprouvette et les p1erres poreuses .

Tous les échantillons ont été détruits après essais afin de vérifier l' identité des deux éprouvettes d 'un même sol, soumises à essai dans des conditions différentes.

Dans tous les cas, cet examen visuel n i a pas décelé de différences appré­ciables entre éprouvettes.

4. - PROPRIÉTÉS DES SOLS

4.1 - ARGILE VASEUSE DE NARBONNE

Un échantillon de sol prélevé entre 5, 10 et 5,30 m de profondeur, dans le cadre de l ' étude du remblai de Narbonne, a été analysé en laboratoire.

Sa teneur en eau moyenne est de 38 %,son poids spécifique sec est de yd 1,3 t/m 3 et son poids spécifique" humide y = 1, 8 t/m 3•

Ses caractéristiques plastiques sont

17

Sa courbe granulométrique représentée figure 3 montre que

Pour 100 % en poids du matériau, on a d < 0,1 mm Pour 90 % .. .. .. .. .. .. d < 20 )J

Pour 50 % .. .. .. .. .. .. d < 5 )J

Pour 30 % .. .. .. .. .. .. d < 2 )J

Ce sol peut être classé parmi les limons peu plastiques (d ' après la clas­sifi ca t ion LPC).

Sa teneur en CaC0 3 est de 30 %.

Sa cohésion mesurée au pénétromètre de consistance est égale à 0,400 bar celle déterminée au scissomètre de chantier, est de 0,200 bar .

'4

GROS SABLE

l .S US

i ! , U I.U

c ..

O:"mm,

Fig. 3 - Analyse granulométrique Argile vaseuse de Narbonne 4,80 à 5.80 m.

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e'·

',' ',' '.! i.<?" .'f' ot -r: , ''\C"i o,'''mm' C , ,

Fig. 5 - Ana lyse granulométrique Limon d'Orly.

"

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~ ! C

SA C F>" AOGeU

. f'--

0;' 0j' O,! l<?" .~ 0';::''', -r:: ,?" 'f " Fig. 4 - Analyse granulométrique - Vase de Martrou

Sondage 1 . Echantillon 3 - Vase noire.

LE FC" C

1 ..

i : 0,' 0,' 0,' l<?" ~ o,!".-r: ,"',,, f ~ 1 1 U ' ,U ',',mm, ,

Fig. 6 - Analyse granu lométrique Sable argi leux de Bercy-Conf lans, 27 à 27,50 m.

15

° .. )0

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~

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.f'1

° " " »

* »

~

~

»

~

.f'

Les deux essais de compressib ilit é réalisés sur sol, ont donné

Cc 0,275 et 0,300 a ' c 0,800 et 1 bar eo 1,06 et 1,06 a'c % 0,4 bar

4.2 - LA VASE DE HART ROU

Ce sol, analysé à l'occasion de l'étude des fondations du Pont de Martrou, fait partie des alluvions modernes marines (fi g . 4).

Il se présente sous forme d'une vase grise à noire, enrobant des particules de quartz et incrustée de coq ui llage.

Sa t eneur en eau varie de : w = 7l à 75 % moyenne 73 %.

Ses caractéristiques plastiques sont : WL = 74 % Wp = 27 % Ip 47

Le poids spécifique sec yd = 0,86 t/m3 .

par la courbe ci-après montre que pour Sa granul arité représentée 90 % en poids du matériau, on a on a d < 2~ .

d < 50 ~ et pour 40 % en poids du matériau,

Ce sol peut être classé parmi les argiles ou les limons très plastiques (classification LPC).

Les essais de compressibilité ont donné comme résultats

- indice des vides e % 2 o

- indice de compress ion Cc = 0,68 pression de préconsolidation aol e

4 . 3 - LE LIMON D'ORLY

0,37 à 0,48 bar.

Ce matériau se présente sous forme d'un limon fin, jaune, peu humide et assez calcaire (fig. 5) . Sa teneur en eau moyenne est de 23%. Son poids spécifique humide y varie de 1,8 à 2 t/m3, son poids spécifique sec est compris entre l ,55 et 1, 63 t/m 3. Ses caractéristiques plastiques sont:

32 % < w < L

36 % moyenne 34 %

20 % < Wp < 24 % moyenne 22 %

Ip 12 moyenne 12

Sa granulari té est représentée par la courbe ci-après Elle montre que

16

Pour 10O % en poids du matériau, on a d < 0,4 mm Pour 85 % en poids du matériau, on a d < 0, 1 ffiffi

Pour 35 % en poids du matériau, on a d < 10 ~ Pour 26 % en poiàs du matériau, on a d < 2 ~

C'est donc un limon peu plastique (class ification LPC).

Les essais de compressibilité ont donné conune résultat:

0,65 à 0,69 Cc Ü, 140 à 0, 170

O'C = 1 à 1,6 bar

4.4 - SABLE ARGILEUX DE BERCY-CONFLANS

C'est un sable lTioyen mal gradué, sa courbe granulométriquc (fi :~ : . 6) r.lontre que pour :

80 % en poids du matériau, on a 60 % en poids du matér iau, on a 20 % en poids du matériau, on a

d < 0,3 mm d < 0,2mm d < O,lnun

Son poids spécifique humide y ; 2,0 t/m3, et son poids spécifique sec yd 1,7 t/G1 3•

Les essais de compressibilité ont donné comme résultats

indice des vides e o

0,68

indice de compression Cc = 0,05.

La pression de préconsolidation ale n'a pu être déterminée, d'après la courbe de compressibilité.

5. - CONSOLIDATION DES DIFFÉRENTS SOLS

5 .1 - ARGILE VASEUSE DE NARBONNE

Li! fi. ~ ure 7 (lonne les valeurs du coefficient de consolidation Cv, en fonction des charges appliquées . Elles ont été déterminées d'après la courbe de consolidation en 19 (t) (Cv 50). Elles sont comprises entre 12.10-4 et 7.10- 4cm2/s sans papier filtre, et entre 4.10- 4 et 7.10- 4cm2/s avec papier filtre . On constate une différence assez constante entre les deux mesures; cette différence variant entre 2.10- 4 et 5.10- 4 cŒ2/s, les valeurs sans papier filtre étant plus élevées.

17

11_'" •• ',.

,,-'H-H-l+-+--++- I--H---l- --t- I-+---+-H

,,-' LU'-'-'--'-_'---'--'-__ '--_-'-'--_'--_-'-__ '--_-'-__ '-'---' " . ... n n

Fig. 7 . Argi le vaseuse de Narbonne Représenta tion des valeurs du coefficient de consolidat ion Cv

en fonction des pressions appliquées U' Ig (1) - Cv 50

• sans pap ier filtre o avec ptlpier fi ltre

co ,.',. ., .'~~-r"r-,-_.-,--r--_.r--r--_.--r---,--,-r_,

·;'kH~-+4--~-+-+--+---++--+---+--+---+"--~+-1

11-' LU'-'-'--'-_'---"-'-__ '--_-'--'-_-'-_-'-__ -'-_-'-__ '---'--' n

Fig. 9 - Limon d'Or ly Représentation des valeurs du coefficient de consolidation CI.!

en fonction des pressions appliquées U'

• 1.5 m '9 (t, -Cv 50 6 2 m Vt - Cv 90

11_'" •• ',.

- 1-

. "

.. -'L.U'-'-'--'-_'---"-'-__ -'-_-'--'-_-'-_ -" __ -'-_-'-__ '---'--' ". 1 ..

n

F ig. 11 Sable argileux de Bercy -Conflans Représentation des va leurs du coeffi cient de conso lidation Cv

en fonction de~ press ions appliquées ([' yt - Cv 90

• sans papier filtre 0 avec papier filtre

t8

,," UJ-"-'--'-_'--'--'-__ '--_-'-'--_'-_-'-__ '-_-'-_--''-'---' ". ,,, n

Fig. 8 Vase de Martrou Représentation des valeurs du coefficient de consolidation Cv

en fonc tion des pressions appliquées U ' Ig (t) - Cv 50

.sans papier filtre O avec papier filtre 'V' avec papier filtre doublé

n

Co • • ' , . t 1 1'- ' .,,-'-r-,;--,--r-,--,---,r--,---,--,---,--,-r_,

"

.. -' UJ-"-'--'-_'--'--'-__ '-_-'--'-_'-_-'-__ '-_-'-_ _ '--'---' " .... n

Fig. 10 Limon d'Or ly Représentation des valeurs du coefficient de consol idati on Cv

en fonct ion des pressions appliquées U' • 1,5 m Ig (t) - Cv 50 (:}. 2 m

n

5.2 - LA VASE DE MARTROU

Sur ce sol, un essai oedométrique supplémentaire a été effectué avec papier filtre doublé . La figure B ne permet de tirer aucune conclusion quant aux coefficients de consolidation, les différents résultats étant très groupés . Dans cet essai, il semble que la présence d'un papier fil tre n'a pas influé sur la perméabilité.

De plus, comme dans l'essai précédent,il est intéressant de noter que le coefficient de consolidation semble indépendant de la charge appliquée et varie d 'une façon aléatoire.

5.3 - LE LIMON D'ORLY

Dans l'étude du limon d'Orly, (fig. 9 et 10) nous avons deux sondages

1) sondabe BI - deux échantillons liS: { (fig. 9)

2) d CI d - h '11 1,5 m { (fl·g. 10) son age - eux ec antl ons 2 m

La figure 9, correspondant au sondage BI, ne possède que peu de points, car seuls les Cv 90 (It)ont été utilisés pour l'échantillon à 2 m. En outre, de nombreuses données manq uaient pour l'échantillon à 1,5 m dans la zone des basses pressions.

La figure la correspond au sondage Cl, mais pour d'autres conditions de choix du~v 50 Ig t).Peu de points là aussi . Notons par ailleurs , que les deux points situés s ur la ligne Il bars correspondent en réali t é à une pression de 12,480 bars. Ils sont donc un peu plus élevés pour cette pression de II bars.

L'examen de ces 2 figures (9 et 10), permet· de constater que le coefficient de consolidation varie assez peu avec la pression, néanmoins, cette variati on n'est pas négligeable, puisqu'elle recouvre un cycle logarithmique dans la plupart des cas . Les résultats sont très dispersés et ne perme ttent pas de se prononcer, quant à la variation de Cv en fonction de 0:

5.4 - SABLE ARGILEUX DE BERCY-CONFLANS

Contrairement au cas d'une argile, et en particulier pour l'argile vaseuse de Narbonne , la consolida t ion du sable n'a pu être suivie de manière continue; il semble au contraire qu'il y ait eu une discontinuité de l'action de l a charge pendant certaines périodes, de sorte que les points obtenus sur les courbes de consolidation sont très dispersés.

L'examen des échantillons détruits n' a révélé aucune zone défectueuse, si ce n' est un effrittemen t progressif au con t act des parois du moule oedométriq ue . I l a donc é t é impossib l e de détermi ner d'une manière précise le coefficient de consolida tion. Seule, une valeur hypothétique approchée a été cherchée, eu égard à la position des points de la courbe de consolidation. Les valeurs de ce coef­ficient ne sont donc représentatives que sur l'exposant et sans doute également dans leur succession chronologique .

19

L'examen de la figure Il permet de confirmer les remarques précédentes .

Le coefficient Cv (ici à 90 %) , ne semble pas i nfluencé par la pression. Par contre, la présence du filtre aurai t eu pour effet, de grouper les résul t ats de manière plus régu l ière .

EN CONCLUSION: i l s ' avère , pour l 'ensemble des so l s que nous avons étudié , que le coefficient de consol i da t ion Cv , n 'est pratiquement pas i nf luencé par la pression. En tout cas , s ' il l' est , on ne peut définir une courbe régulière. La présence du papier f i ltre semblerait - et ceci dans le cadre bien précis de notre étude - donner des résultats moins dispersés de ce coeffic i ent . Nous allons voir , grâce au coefficient de perméabi l ité, le rôle "exact" du papier filtre .

6. - COEFFICIENT DE PERMEABILlTÉ

6.1 - ARGILE VASEUSE DE NARBONNE

6 .1.1 - Coefficient de perméabili t é mes uré (fig . 12 e t 13)

Une différence assez importan t e apparaît avec le temps , de l'ordre de 10 entre les deux échant illons, soit environ un cycle l ogarithmique . Cette diffé­rence est assez minime pour les premières charges de conso l idation . Cela semble êt~e dû à la présence du papier fi l tre qui augmenterait la perméabi l ité . Ainsi , dans les figures 12 et 13, l a seule présence du filtre modifie sensiblemen t l ' aspect de la courbe .

Les fonctions relatives à l'indi ce des vides sont pratiquement inchangées. Notons :

- avec filtre . .... . .. 0,657 < e < 1,0 18 - sans fi l tre ..... . .. 0 , 633 < e < 1,1 07

Les trois familles de courbes son t très similaires , f(e) , f(e 2) ,

e 3 f (7

1 --=-- ) •

+ e

Il semble bien exis t er une proportionnal ité généra l e, mais on ne pourrait faire passer une bonne droite de régression entre l es point s .

On remarquera s urtout que le coeff i cient K s ' é l oigne progressivement , jusqu ' à être dix fois p lus petit sans papier filtre.

Notons les var i ations du K mesuré :

_ 5 _ 8 - avec filt r e . ... . . .. 1 , 1.1 0 > K > 9,2 . 10 cm/s

filtre . ... . .. . -5 K 7. 10-9 cm/s - sans 1, 9 .1 0 > >

20

~ '"

,

, "

"

..

..

..

.. "

"

..,-

./

V - 1-- /' .-- f-- /

/' /' ./'

/ V

./ ./' -1-

~

.' If-' ." Fig. 12 - Argile vaseuse de Narbonne

Vérifications expérimentales de la proport ionnali té théorique

entre la perméabilité Ig (KI et les fonc tions e, e2 ou .3

1 + • 1( expérimental

• avec filtre e 3 o avec filtre

 sans filtre 1 + e 6. sans fi lt re

l-I-- v

1--V

'" 1

1

.. - .. - ,.,,-'

Fig. 14 - Argile vaseuse de Narbonne -Vérifications expérimenta les de la proportionna lité théorique

entre la perméabilité K et l 'indice des vides e 1( expérimental

• avec fi ltre • .& sans fi ltre

. ? ;'

/ 1/ jI /

1,/ / f

/ 1/ ,

,,_. ... ' ,,-'

Fig. 16 A rgile vaseuse de Narbonne Vérif ications expér imentales de la proportionnalité théorique

entre la perméabi lité Ig (kl et l'indice des vides e

K Cv av - ,,!w

' " . • avec fi ltre

.& sans filtre

.

,

- -

,

.. -

. ,. ~

1---- /' ~ f

v 1 /" 1

V . :::::::0

•

-' .. -' " -'

Fig. 13 - A rgile vaseuse de Narbonne Vérifica t ions expérimentales de la prIJportionnalité théorique

en tre la perméabilité Ig (k) et l' indice des v ides e

• avec filtre

.& sans filtre

\( expérim ental

. .. /

, .'

.

..

.....

. / /

/ / / /

/ /' 7 · :/ IA(

----; .' /'

7/ 7- /'

----1--~r7 --

-' , -' .. l •• ,

F ig. 15 Argile vaseuse de Narbonne Vérifications expérimenta les de la proportionna lité théorique

entre la perméabilité Ig (k')

K =

.' • avec fil tre .. sans fil tre

. .- .-.

et les fonc tions e,

Cv - av - "fVV

1 + • • 3

1 + •

.3 e2 ou

1 +.

o avec filtre

6. sans filtre

,.,,-

FIg 18 - ArgIle vaseuse de Narbonne -Vérrflcat lons expénmentales de la proportionnalité th éorique

entre la preméabilité K et l ' indice des vides e

K

• • "

Cv av - ,,!w

+ • avec fi l tre

sans filtre

21

0.6

La figure 14 représ ente les variations de la perméabilité k, en fonction de l'indice des vides e.

Pour l'échantillon sans filtre, on obtient la même valeur de k pour une variation de e de 0,6 à 0,8.

6.1.2 - Coefficient de perméabilité calculé

Les figures 15 et 16 indiquent clairement que la proportionnalité est certaine. En particulier, les points correspondant à lTécha~tillon, sans pa­pier filtre, sont quasi alignés .

Notons les variations du K calculé

- avec filtre ....... . - sans filtre . ...... .

_ 0 7,5.10 >K> 1 ,7. 10-4

> K >

_6 4,5.10 6,8.10- 6

cmls cmls

La présence du papier filtre ne modifie donc pas beaucoup l e coefficient de perméabilité et surtout le modifie de manière presque constante (perméabilité plus grande sans filtre).

L'étendue des valeurs du K calculé est plus petite que celle du K mesuré. En effet, le K calculé recouvre environ deux cycles logarithmiques, alors que le K mesuré en recouvre presque quatre.

D'autre part, les valeurs sont nettement , plus élevées pour le K calculé.

Le schéma de la figure 17 résume les zones utiles.

Argile vaseuse de fJARGONfJE

~'- - [" / .'

~

~v 1 , , /' .' .------- -- ),::,...

/

10-6 10 -4

Fig. 17

10-3 -:1~3 I~Z JO

Ke.

",o.xp

Notons que la différence entre le K mesuré et le K calculé, est surtout sensible pour les fortes charges. Ainsi, les premiers K calculés sont environ la fois plus forts que les K mesurés, les derniers le sont ·presque 1 000 fois, comme le montre le schéma situé à droite, représentant les rapports de perméa­bilité.

22

1.8

La variation de K en fonction de e, représentée par le graphique de la figure 18 a une forme'parabolique", avec des points peu dispersés.

6.2 - LA VASE DE MARTROU

6.2.1 - K expérimental

Les résultats obtenus sur les figures 19 et 20 sont beaucoup mo~ns dis­persés, en particulier, les résultats de l'échantillon avec filtre se distri­buent presque linéairement.

Remarquons que pour l'exemple précédent (argile vaseuse de Narbonne), c'était l'échantillon sans papier filtre qui donnait les meilleurs résultats.

La présence du papier filtre n'a pratiquement aucune influence sur le coefficient K, les deux courbes étant très voisines.

Notons les variations

- avec filtre ...... .. - sans filtre ....... .

_8 2,8.10 >K> 2,1.IO- e > K >

_ 9 1,1. la

'-9 1 ,4. 10 cm/s cm/s

On remarquera que la perméabilité est plus forte avec filtre au début, mais très légèrement moins forte à la fin dans les mêmes conditions.

La figure 21 représente les variations de K en fonction de e . La distri­bution linéaire est moins bonne qu'en repère semi-logarithmique.

6.2.2 - K calculé

Le coefficient de perméabilité calculé (fig. 22, 23 et 24), couvre prati­quement la même étendue - environ 1,5 cycle logarithmique - mais avec des valeurs 1 000 fois plus fortes.

Notons les variations

- avec filtre ....... . - sans filtre ...... ..

_ 6 9.10 >

- 5 4,2. la

_ 6 K > 1,5. 10 cm/ s > K > 1,3 . 10-6 cm/ s

Les deux courbes (avec et sans papier filtre), convergent pour être presque confondues, vers les fortes charges. Au début les valeurs sont toutefois éloignées. La figure 25 résume les valeurs obtenues.

-

~/" 1 V 1

~ p" V

:/ 1/ 10-3 ""10""'-'0"-'0-'--"

Kcv Fig. 25 . Vase de Martrou .

K "'x P

23

,

·

·

·

.'

·

'.'

· ·

" Ti"'i'"

., //

LI /

/ /. /;/

,v ' 1/ /' Y , ./

0->/

" ,.

" . ,. /. Fig. 19 Vase de Martrou

Vérif ications expérimentales de la proportionna l ité tl1éorique

entre la perméabilité Ig (KI et les fonct ions e, e2 ou eJ

or J

(1

,.

K expérimental

• avec f il tre

... sans fi l tre

i-r- i-f-"

V

".'

1 + e

e3 0 avec filtre

1 + e ... sans f iltre

). -

,.,-'

Fig. 21 - Vase de Martrou Véri f ica t ions expérimen tales de la proportionna lité théor ique

entre la perméabili té K et l'indice des vides e 1< expér imenta l

• avec fi l tre e

... sans filtre

/ '

./ 0(

i f .. 1

! Il Il ij

fi l ,~

" " "

F ig. 23 - Vase de Martrou Vér if ications expérimenta les de la propor t ionna l ité théorique

entre la perméabilité Ig (1<' ) et l' ind ice des vides e

K

24

Cv - av . -yw

+ e

• avec filtre

... sans fil tre

. ,. ,

.

.

Fig. 20 Vase de Martrou Vér ificati ons expér imentales de la proportionnalité théoriqu e

en tre la perméabilité Ig (KI et l'indice des vides e K expérimenta l • avec filtre

.... sal1s f i ltre

-r..

f-- ,

,.

/ 1-' 1 ./ , // - /

/1 </ V Il Y

/,' d ;'/ /.l' #"

"

" ,,' ,,_. Fig. 22 ' Vase de Martrou

Vérif ications expérimenta les de "

proportionna i i té théorique

, e3

entre "

perméabi l ité 19 (KI et les fonctio ns e, e ou--' 1 + e

Cv ' av - "{W K ~

+ e

e' • avec f il tre e3 0 avec f i ltre

... sans f il tre 1 + e fj, sans f i ltre

Il .

I! 1

1

Il 1

1

1 '. ..M- ,.,,-' ..... . Fig. 24 - Vase de Martrou -

Véri f icat ions expérimentales de la proportionnal ité théorique entre la perméabi li té K et l 'ind ice des v ides e

Cv ' 'v ' "(w K ~

+e

• avec f il tre e ... sans fi l tre

1

i 1

,. ,

Notons que l'échantillon avec papier filtre doublé, n'est ici qu'à titre de comparaison (fig. 8), car on ne dispose que de quatre valeurs.

6.3 - LIMON D'ORLY

Dans cette étude , les deux sondages (quatre échantillons), ont été étudiés avec papier filtre. Il ne s'agit donc ici que de comparer le K mesuré et le K calculé.

6.3.1 - Perméabilité calculée

Les figures 26 et 27 (BI) et 28 et 29 (CI), représentent les résultats de la proportionnalité. Les figures 26 et 27 montrent que l'on ne saurait faire pas­ser une bonne courbe de régression. Les points semblent mis au hasard. La perméa­bilité de l'échantillon à 2 m ne semble pas être affectée par l'indice des vides.

En effet, pour une variation de e de 4,75 à 5,75

on a _5

-4,2.10 > _ 5

K > 4,7.10 cm/s .

L' échantillon à l,50 m, quant à lui, ne permet aucune conclusion. Il sem­blerait donc exister, pour l'échantillon à 2 fi, une distribution d'équiperméabi­lité. Ce phénomène pourrait s'expliquer par la présence dans le limon, de petits chenau~ dus aux vides laissés par d'anciennes racines ou plantes herbac€es. [7].

Le sondage CI (fig. 28 et 29) est mieux distribué pour l'échantillon à l,50 ffi. La proportionnalité est ici très bonne.

L'échantillon à 2 m par contre, ne donne aucun résultat cohérent.

Notons les variations de l'échantillon CI à 1,5 m. : _ 5 _ 6

- 7.10 > K > 8.10. cm/s . Seul, cet échantillon permet de conclure à une bonne proportionnalité.

6.3.2 - Perméabilité mesurée

Le seul essai a été effectué sur l'échantillon à 2 m du sondage BI. Les courbes se trouvent sur les figures 26 et 27 et correspondent à la zone. 10-6 > K > 10-7 cm/s.

On s'aperçoit sur ces courbes:

1- que la linéarité est bonne. Toutefois, on ne dispose que de trois points; 2- que les valeurs de K mesuré sont environ 100 fois plus faibles que celles

déterminées par le calcul (fig. 30).

25

.. ···f---- H f------ IH --!-I---I--+--+---1

···f---- Hf------H-----'-l-l---I--+- - f----1

11- '

\

/ \

11- ' ,,-' .. -Fig. 26 . Limon d'Orly

Vér if ica tions expérimentales de la proport ionnal ité théorique cn tre la perméabilité Ig (K) et l'indice des vides e

K =

• 1,5 m

"

Cv . av :. "{W

1 ~ •

P' .

··f----Hf------I-fl- -Irl- -f-+- -+-l •

.... ... 1 n-'

Fig. 28 Limon d'Orly Vérificati ons expérimentales de la proportionna lité théor ique

ent re la perméabilité Ig (KI et l'indice des vides e

K Cv av· "(W

1 + • • 1,5 m "' 2m

26

, .' ....- ..

.. .-'.' .

1/ . \ ., .. 1-,9 · \' . "

~ '\ . ' .-- .

,

.'

..

.

.

. '

.'

_. 11- ' .. - 11-'

Fig. 27 . Limon d'Orly Vér ifications expér imentales de la proportionnalité théoriqu e

.' entre la perméabilité Ig (1(1 et les fonc tions e, e2 ou --1 +.

• 1,5 m

.... 2 m

K Cv av - "{W

+ • eJ 0 1.5 m

1 1- e DÂ 2 m

....- "

/. ~

"" . -- ::;: .

--- """ .-. .. - 1'" .-'

Fig. 29 . Limon d'Or ly Vér ifica ti ons expérimentales de la proportionnal i té théorique

entre la perméabilité Ig (K) et les f onctions e, e2

ou .3

• 1,5 m

... 2 m L 1 +.

1 t- e

o 1,5 m

'" 2 m

o. 6

1

~" " " 5 ,," .. "

o.

1 , , \

1 1

1

• • , , • •

oO-'-.~;-'---' 10-3 103 102 10

Fig. 30 - Limon d'Orly.

6.4 - SABLE ARGILEUX DE BERCY- CONFLANS

6.4. 1 - Coefficient K mes uré (fig . 3 1, 32 et 33)

La proportionnalité est très bonne et l ' échantillon avec filtre couvre une zone environ deux fois moindre que l ' échantil l on sans filtre.

Notons les variations _ 5 _ 5

- avec fi l tre ...... .. 4 , 8. 10 > K > l ,5 .1 0 cmls filtre

- 4 - 6 cmls - sans ... . .... 1,4. 10 > K> 8,5 .1 0

Les résultats sont donc excellents, surtout pour l'échantillon avec filtre, p l us réguliers .

6.4 . 2 - Coefficient K calculé (fig. 34, 35 et 36)

Il ne faut pas s ' attendre à de bons résultats . En effet, nous avons vu que l e coefficient de consolidat ion Cv était t rès hypothétique, la consolidation étant quasi instantanée .

L' examen de ces figures permet de pense r qu 'une bonne proportionnalité existe pour l'échan t illon avec papier filtre. En effet , une courbe de régres ­sion séparerait les points en deux zones pratiquement équivalentes , les écart s pour chaque po i nt se compensant partie l lement.

Pour ce t échantil l on , on a :

1, 1 > 10-3

> K> 6.1 0- 5cm/s

Les valeurs sont résumées sur la figure 37 ci - après.

27

· · "

· ·

,

v /l

/1 / 1

7 1

j 1 1

• ,,- ,,-' Fig. 31 - Sable argileux de Bercy-Con fl ans

Vérifications expérimenta les de la proportionnalité théorique entre la perméabilité 19 (K) et J'indice des vides e

k expér imental • avec filtre ... sans fi l tre

''1 " .......

,

. ,

,

·

. "

"

,

.

.

,

----,~--;,

•

, -~ 1 .... , ;0"'

. " ,,-, 11-'

Fig. 33 - Sable argileux de Bercy-Conf lans Vérifications expér imen tales de la proportionnalité théorique

.' entre la perméabilité 19 (k') et les fonctions e, e2 ou --

D

17 17

1/ . _.

• avec f iltre

Â. sans filtre

,

k' expérimental

1--

1--v

1/ .

1 +.

e3 0 avec filtre

1 + e 8 sans filtre

11-' . Fig. 35 - Sable argileux de Bercy-Conf lans -

Vérifications expérimentales de la proportionnalité théorique entre la permÉabilité K et J' indice des vides e

K = Cv av - "(W

1 + •

• avec filtre • Â sans filtre

28

""

Il

,,-' ,,-' •. u· '

Fig. 32 . Sable arg ileux de Bercy·Conflans . Vérifications expérimenta les de la proportionnalité théorique

en tre la perméabi li té K et l'indice des vides e k' expér imenta l

e • avec filtre e .Â. sans filtre

'/

/' 17 . ?

-/ /

/

.-' , .. ' u"

Fig. 34 . Sable argileux de Bercy·Conflans Vérifications expérimentales de la proportionnalité théorique

en tre la perméabilité Ig 0<) et l'indice des vides e

, .' .....

K

• avec filtre

.... .. ..

Cv . av . "(W

1 + •

Il''

.Â. sans filtre

Fig. 36 Sable argi leux de Bercy·Conflans Vérifications expérimenta les de la proportionnalité théorique

.3 entre la perméabi lité Ig (1<') et les fonctions e, e2

, ou --1 -t. e

Cv av . "(W K

1 + •

• avec f i ltre .3 0 avec f iltre .2 ... sans fi l tre 1 + • 1;. sans f il tre

'0"

,,',

o .61 ~ -:::

/:t v ~ v .. " , ....

5 .- .. " .-

.\ • a

Fig. 37 - Sable de Bercy -Conflans.

Le coefficient K calculé e st donc enV1ron 10 fois plus fort que le K mesuré.

Argile vaseuse de NARBONNE

1 .. - .. V ,

V V ", , V

, -_ ... - ... --- -' ....

'" ," ..-0.6

10- 9 10-8 10-7 10-6 10-5 10 -4

Vase de M ARTROU

18

V" 1 V ~ ~

l/ 1/ 1

10-9 10- 8 10-7 10-6 10-5 10-4

limon d' ORLY

0,6

, , " \

i/ , " 1 ,

0.5 .... 1 1.-.... 1

10- 9 10-8 10-7 10-6 10- 5 10-4

Sable de BERCY- CONFLANS

O.~

k:: ~ V V .. . ", ..

as .- .. " .-10-9 10- 8 10- 7 10-6 10- 5 10- 4

Fig. 38 Récapitulation des résultat s.

- _ sans filtre ____ avec fil t re

10-3

10-3

10-3

t.::

10-3

(! 10

3 10

2 10 1

t' 10

3 102 10 1

, , , , , , , , , ........

103

102 la 1

.\ • •

IOl 1O? la 1

K Cv

K exp

29

7. - CONCLUSIONS

Nous avons résumé sur la figure 38, les différents graphiques correspondant à la comparaison entre le coefficient de perméabilité K mesuré (situé à gauche) et calculé (situé à droite).

Cette étude a montré que, même portionnalité existe entre la valeur

e 3 termes e, e 2 et ---1 + e

dans le cas des sols fins, une certaine pro­du coefficient de perméabilité K et les

La proportionnalité semble être moins bonne entre K et e. En particulier, lorsque l'étendue de K est grande (argile vaseuse de Narbonne) les très faibles valeurs sont pratiquement confondues.

Toutefois, il apparaît que dans l'ensemble (K mesuré et K calculé), cette proportionnalité est meilleure dans le cas du sable de Bercy-Conflans. Rappelons que la théorie de la perméabilité et les expériences faites par différents cher-

3 cheurs, aboutissent à admettre une loi linéaire entre Ig. ~, et e, e 2 , 1 : e

pour les seuls sols pulvérulents. Le but de notre étude était d'examin'er entre autres facteurs, l'influence du papier filtre sur la perméabilité.

A cet effet, nous avons constaté que le coefficient de perméabilité K me­suré, diminue pour un certain sol larsqu'il n'y a pas de papier filtre entre les pierres ' poreuses et l'échantillon étudié (Narbonne, Martrou), qui sont des éprou­vettes de sols fins. On peut penser que le papier filtre protège la pierre poreuse et évite à celle-ci d'être colmatée et obstruée par les particules d'argile qui pourraient, sous l'effet de contraintes appliquées, se loger dans les interstices.

Nous estimons que ce phénomène sera réduit, sinon supprimé, si pour chaque sol donné on utilise, pour l'essai oedométrique, des pierres poreuses judlcieu­sernent choisies.

Le coefficient de perméabilité K calculé, quand à lui, ne semble pas être influencé d'une manière rigoureuse par le papier filtre. La présence de papier filtre diminue la valeur de K calculé pour l'argile vaseuse de Narbonne, et au contraire augmente pour le sable de Bercy-Conflans.

Nous avons vu, en effet, qu'aucun lien ne pouvait être obtenu, concernant la variation de Cv en fonction de a'. La présence ou l'absence de papier filtre modifiant le coefficient d'une manière tout à fait arbitraire.

Ceci pourrait en partie s'expliquer par la façon dont est déterminé le Cv (non connaissance de la pression interstitielle au cours de l'essai oedométrique).

30

Enfin, on s'est aperçu que les valeurs de K déterminées à partir du Cv étaient de 100 à 1000 fois plus élevées que celles du coefficient de perméabilité mesurées expérimentalement. (Pour les sables toutefois, il semblerait que le rap port soit plus faible: 10).

Il nous paraît donc utile de bien preCLser, lorsqu'on donne la valeur du coefficient de perméabilité, la façon dont celui-ci a été obtenu.

31

BIBLIOGRAPHIE

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[~ HAZEN A., Discussion of dams on sand fundations, by A.C. Koenig, Trans., A.S.C.E., vol. 73.

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[4) WILLIAM LAMBE T., The permeability of fine grained soils, A.S.T.M. nO 163 (juin 1954).

[5) WILLIAM LAMBE T., Soil Testing for engineers, The Massachusette Institute of Technology, John Willey et Sons. Inc. Ed., New-York, Chapman et Hall I ·imited Ed., London, Ninth Printing (January, 1965).

[6) TERZAGHI K., PECK R.B., Mécanique des sols appliquée aux travaux publics et au bll.t iment, Dunod Ed. ,Par is, 1965) .

(7) AMAR S., Etude du limon d'Orly, Rapport interne L.C.P.C. GF 142 (Avril 1968) .

32

ABSTRACT A study of laboratory-measured permeability of fine soils

The purposes or lhis investigation Wl'l't':·

1 - Tu COIll]l:-ll'l' thl' Y<llm's or the t"ot'Ilil'it'l1t of jll'l'l1ll'alliliLy llll',lSIlI'l'd in the lahol'Cltor.v wilh the œdoml'lel' tl'st with those eakulatL'd l'rom tht' eOl'flit'il'llt of eOllsolidalioll C\".

2 - To "l'l'if Y thl' l'xistCIH't' of IiIH'arity hl't\\"l'l'l1 LIll' log of t1H'Sl' l'ot'fTidents 1":' alld tht' flilldiolls {,3

P, c~ and --- (lirll'élril\' OhSl'I'\'l'd in thl' l'a se of sands). 1 , . C '

:3 - 1'0 study the inf1l1l'IH'(' of thl' filtl'l' papc!' inlel']losed hrtm.'cil the sHmpll' ami Lhl' porOllS stone on Lhe l'csults ohtainl'd \Vith the œdOllll'tl'l'.

Thc sluc!y was made OH rouI' soils:

• silly e1a~" l'rom l'\al']HlIlIll',

• Illud l'rom :\larlrol1, • sill 1'1'0111 Ol'I~', • argillaccolls sand l'rolll Bl'JT~·-C()nf1alls.

The l'l'sulls olllailll'd, lhough l'l'Iatinl-( 10 only li Iimitl'd nllllll>l'1' or soils, l'Il11IJIl'd tlH' following conclusions ta he drawn:

~ No gencrnl law or vnriation or the l:ocflicient 01' consolidation Cv in functioll of the stresses applied couic! bl' delcell'd for ail thl' soils in question.

- For some soils, tlH'I'l' appl'ars to l'xisl a !inea!' l'datiol1 bd Wl'l'Il the log of 1< :111<1 tlll' funl'lions l', e 3

c 2 and - --1 + e

~ The coeflicienl of jlerlm'Hbility, lill'asu!'cd t'Xperilllt'lltall~· , d(,cl'l':lst'S fol' cl'rtain soils whl'Il thcrc is no filte !' pa peL

~ For ail the soils invcsliglltt'd, L1lt' valucs of tilt' cOl'flkicnl of jll'nnl'llbilily calculall'd from Cv arc 100 lo 1 ,000 li III es h iglll' r t hil n t hosl' 0 l' tilt' ('ot'fTkit' Il t 0 f pt' l'Ill ca b i J il Y Ille HS li l'cd l'X peri Illl' Il ta Il y .

ZUSAMMENFASSUNG Untersuchung der im Labor gemessenen Durchlassigkeit der Feinboden

ZWl'd.: dil'sn l·nll'rsltehung war l'S :

1 -- Eilll'n '·l'rgll'idl aul'zlIstl'lll'll, ZW isl'lll' Il , l'ilH'l'seÎts, dl'Il illl Labo!' i\ll LilUfl' des Ol'<!oIlH' ll'r­vl'rsul'hl's l'rlllitll'Ill'Il J)urchliissigkl'Îtsllciwerh'n und, iIlHll'rl'rst'its, der \Yl'I'tl' dit' vom J.\.onso!i ­dalionslH'iwl'rl C\· ausgehl'IHI l>l'n'l'hllel \\"urdl'l1.

2 ~ Zu libl'I'prlifen, oh ('illl' LÎIIl'aritiit zwisdll'Il dt'Ili log <tÏl'sl'r t\. -Hl'iwl'rtl' und dl'Il FlIllkliolieli

t', l'~ und -1 l'a bl'Stl'ht: (LiIll':Jl'itiit dil' nWII !TII' dit' Sandartl'll fin<!t'l). - - l'

;~ - t·nd s('hlil'sslkh dl'JI Einlluss des z\yisclll'il dl'r Prohl' ulld dl'Ill poriiscil Stl'in t'illgl'Ipg lt'II Filtriel'papil'rs :llIf dil' lIlil dl'Ill Ot'dolllt'ler l'ITl'iehtt'1I l':rgl'llllissl' zu lInll'l'Sl1l:hl'n.

Dil' L'nll'l'sudlllilg l'rstl'l'd;tt, skh allf yil'l' Bodt'lIartell :

• den schluffigt'n '1'011 \·011 Narhonlll', • dell Schl:lllllll ynn :\Jarll'oll, • den Schlllif \'011 Orly, tlild • dl'Il lonigell Sand \'on Bt'n:y Conflalls.

Ol>wol1l dil' l'ITl'ichll'll Ergt'I>nisse si ch nur aur t'ÎIIl' star!, brgrt'llztl' Allzahl \'011 Bodenarll'n ersll'el'ktl'n, l'rllliiglichtl'Il sil' jedoeh, rolgendl' Schlussl'olgel'ullgp!l dmaus Zll zil'hen :

- Es wal' nichl llIoglich, eill ailgellll'ines Gcst'lz der f\ndl>rllllg dl'S Konsolidationsbciwcrlcs Cv in Abhiingigkl'it von dl'n illlgl'wandlell Bl'anSllrlll'hllllgl'lI Hll' dil' (;l'sallltill'il der BodPllHrlell ahzllleitcll.

- Flir heslilllllltl'

und dl'II t', l'~ und

Bodl'Iwrtl'll gil>t es l' :1

-1- ' - FUIlI.;tiollen. -,- l'

olIen!>ar l'in LÎlll'arilillsgl'st'lz zwisl'hl'Il dClll log von J.\

- Dl'l' n'l'sllchs\\'l'ist' gt'lllt'SSl'l1l' DurchHissigkl'itshl'iwl'rt lli1ll11ll hl'i lIIalll'-hell Bodenmll'n ab, wenn kl'in Filtrierpapil'r vorhandl'Jl ist.

- Flil' dit, Gl'salllthl'it dt,]' lllltl'l'Sllehll'n Biidl'n sind dit, \'0111 Cv illIsgl'hl'lld hcrcchnelcll DUl'ch­lüssigkl'itsl>l'iwl'rll' toO bis t noo :\fill hülll'l' ais die n'rsllchswl'isl' genll'ssl'ncli.

33

RESUMEN

Pe310Me

34

Estudio de la permeabilidad de los suelos finos medida en laboratorio

El l'studio tl'nia !lOI' oh.il'lÎ\'O :

1 - Comparai' los \":110]'('$ dl'! col'lidl'1l1l' dl' pl'l'lIll'êlhilidad ll1ec!ic!os ('Il lahol'alo['io durante el ensayo edolllélrÎ('o ('Oll los cakula<!os seglill el l'oefieil'Ilte <Il' l'ollsolidadùn C\'.

2 - COlll!l]'ohar si existe linealiclad 0 110 enln' (.[ tg dl' dit'llos l'odil'ientt's K y las fUllciOIll'S l',

el'. y -1 e3

: (lilll'Cllidmi <lUl' Sl' t'Jl('m'nlra para hUi i1I'l'tlas). + e

:~ - POl' ùltinlO, l'studiar el Înllujo dei papel liltro illtl'I'plll'slo ('[lIre la llIUt'stru y la pied ra po rosa sohre los I"l'sulta<!os ]ogI'<Hlos l'Il (,1 ('(\6 tlH.' lro.

Elesluclio St' ]'l'firi6 :1 l'ualro Sl1l'!OS :

• la arcilla lilllOsa dl' !\arholl:l, • el légamo (il' .\lartrou. • el lilllo dl' Orl\' • y la lIn'na !.Ir<'illosa dl' lil'I'cy Conflans.

Los rl'sullados cOl1sl'guidos, pl'Sl' il <llll' llnicallH'lIte Sl' rdil'I'l'll :l un lll'nlll'rO Illuy li11lilaclo dl'

sUl'los, pel'lIlilil'rOIl sal',lr las Sigllil'Iltl's COtlClllSiolll's:

- No se ha ]>odido cll'Sprl'lHll'l' par,1 la tolalidad dt' lus sllelos ningulltl Il'y dl' Y<lriaeiùn dl'I t'IH'Ii ~ dl'nll' dl' cotlsolidat'i{l\l C,' l'II l'ulH'iùn dt' las ll'llSi011l's .. plinHI:rs,

- Part'('l' ([Ul' parti êrlgU110S sUl'los, l'xistl' UIW lt'y lillt'al l'llln' l'I Ig dl' 1\. Y las 1'1ltll'ÏOlll'S t', l' ~ ) '

~ - Para algutlos su l'los dismitluyt, l'I ('Ol'lieil'ntt' dl' pl'I'till'ahilidad IlH'dido ('xpl'ril1ll't1t .. ll1ll'lllt'

('uHndo 110 hay I><IIH'I fi Il 1'0,

- Pma todos los sUl'los l'studiados, los , ' alol'l's <Id l'ol'fil'Ïl'Iltl' dt, Ill'l'1Ill'ahiliclad l':llnriados :l

partir dei Cv son dl' Ill!) ;l 1 (JI)I) Yl'('l'S t11ÙS l'Il" ' ;rdos CJUI' los (It'I ('oelit'it'tltt' dl' pl'l'I1H'ahilidad

llll'd i do l'X 1 l(' ri Illl' Il t a 11111' ni l' ,

HCCJleAOBaHl1e BOAonpOHl1uaeMOCTI1 MeJIIW3ep HI1CTblX

rpyHTOB B J1a60paTOpHblX yCJlOBHIlX

;l,lIlll<l1l Il<lÔOTtl Ôbl,ltl IIpOlll';tt'lIil C lIl'.llolO :

1 ~- l'lW BI 1 111'), Bl',lll'IlIlIY Iw;)(lulll1ll1lt'llTa 1111I,lbTpallllll, 1l0,lY'l<1t':\ly[(I Il :laôop:.rrojl[IJ,[X yC:IOI!IIHX Ilprr h'O:\llIjH'lTIlOIIIIO:\1 1It'II)'[1'HII[1I1 l' Bl',lIPIIIIIOii, pal''1I1TllllI[oii 1I('XO;lll Il:1 :lll:'llll'IIIUI Ii:O:HIJ{llll ~ Illll'IITH r,'OIl('O:III ; Ulll1l1l C,' :

2 - IIPOIH'\lllTb Il:l:\Jl'IIHHlTl'JI - :111 :101'<1\111(1):\11,1

Ill'T Il :l<l 1111 l'I DlOt''I'l 1 0'1' :lI[a'll'lllIii tll)·lIh'llIlii e,

il,ll! I1l'l'I\OII) :

:l'1'IIX I;O:lt!H1J111111l'II1'OIl 111I1:lh'J'IHllllllI : lIlIll'OIIO Il .'111 1,:1

l'~ " ~~- (:IIIlll'ÎiII<l11 :1<1l11ll'II:\IO('Th IlaÔ,lHual'l'CH 1 . l'

:1 - Il:1I,OJlt'll, lIay'lIITI. Il,IIlHlIlIl' Ilnl ; II,rpOIH1:lhIlOii Ôy:\r:\il\1I0ii IIpOI.: I:!;lI,11 :\Il',r>;t)' oOpa:lIl0.\1 Il 1!1I1:II,rpYIOIIIII .\1 1\<I:\lIll':\1 11<1 ;l<1I111r.1(' 1\O:\lIliH't'I'1I01Illl,IX 1It'il1,11',11 1 llii,

IltT,'ll'; (Ollallllt' Ol,!:[() IljIOIll' ; (l'IIO lia 'I('TI,IIH'X l'\lyllT<1X

• lia wl11t'Toii r:IlI1It' Hapooll. • lIa Il : [)' .\lajH]l)' . • IW l'yr.illllllil' Op,·[II,

• lia C)'JIlTII 1i1'pCII h'clIlIl1:rall,

Hl'l':\10Tpll lIa '1'0 '1'1'0 01111 nTIIOt'IITl'11 l, O'lt'l1h 0J'plIlIIPlt'11110:\1)· 1;o: II1'1t't"llIy rp)ïl'l'Oll. 1I0:IY'Il'IIIIJ,1t'

pl':ly,' lhTaTl,1 11():1110:111 : 111 l';(l',l,nl, t'.' [t';()·1011111t' nl.lncl;U,I.

- HIII\:tI\Oii OÔlIlt'n :1l1B1It'IDIO('TII 1;o:)(IIIIIIIIUIt'IIT:1 Imll('n: III;l,1I11111 UT IIjIlI : loa,I'1I110ii 1I<1I'\IY:II;11

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(1"1:II.'I'\l<ll\1l11 ; l: IH Ilt'I;O'l'O\lI,I X 1'1')'11'1'011 Y .\I{'lll,lIl:H"rnl.

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Imprimé ail L.c.P.c., 58 boulevard Lefebvre, 75732 PARIS CEDEX 15, sous le numéro 502425 Dépôt légal : 1er trimestre /973