ACTIVITES DE RECHERCHE en Mecanique des sols

ACTIVITES DE RECHERCHE en Mecanique des sols Equipe Mécanique des sols LGC-CUST-UBP Roland Gourvès Daniel Boissier (dir Labo Génie Civil) Claude Bacconnet Pierre Breul 4 Assistants (G Villavicencio…) 7 Etudiants (Chili, Argentine, Mexique, USA, Chine, France…)

Themes de recherche

„ „ „ „

Reconnaissance des sols Comportement des ouvrages et analyse de risques Durabilité et vieillissement Géosynthétiques

1

Theme 1 Reconnaissance des sols et des ouvrages

Technique: Pénétromètre Panda géoendoscope (Société Sol solution) „

) ) ) ) )

et

Panda 1 et Panda 2 (L Chaigneau 2001) BD matériaux ‘Sols’ compactage (Sol solution) Pandalp Essai de chargement de pointe (H Arbaoui) Caractérisation des sols par endoscopie (Sol solution – RGCU)

Reconnaissance des sols et comportement des ouvrages : Conservatoire de sols de surface „

Principe

) Etablir une banque de données sur sols représentatifs ) Conserver un échantillon de chaque sol de la banque „

Résultats acquis

) Logique micro-mécanique de liaison des paramètres ) Opérationnelle sur contrôle de densité ) 12 sols identifiés „Perspectives „

Une base de 20 sols dans un premier temps

„Partenariats: „

Sol Solution

Thèse : L Chaigneau (2001)

2

Calibration et validation

Réalisation des éprouvettes

Vérin Capteur de Déplacement

Capteur de force 2000 kN

Membrane plastique Piston Sol Moule

Durée : 1 jour pour une personne

Reconnaissance des sols et comportement des ouvrages : mesure des modules in situ par chargement de pointe „

Principe

) Chargement par palier d’une pointe pénétrométrique ) Recherche de E en petites déformations „

Résultats acquis

) Une manip in situ opérationnelle ) Mesure de E,C, ϕ par un essai simple, in situ ) Un modèle numérique pour l’analyse inverse „Perspectives „

Chargement alterné et cyclé

„Partenariats: „

LCPC, LRPC Clermont

Thèse : H Arbaoui (2003)

3

Analyse inverse d’une courbe de chargement de pointe PANDA

Q( x) =

Courbe effort-déplacement

Force Q(x) (N)

400 Q(xm) 300 200

e’

100 0 0

2

4

6

Enfoncement (mm)

8

10

xm

x 1 + x a1 x + a2 a3

Expression analytique à 3 paramètres de la courbe efforteffort-déplacement [Joshi][Zhou] :

Modele Elements Finis E, ν, C, φ = f (a1 , a2 , a3 )

ν = 0.33

Theme 2 comportement des ouvrages et analyse de risque ) Diagnostic des digues et évaluation du risque de liquéfaction (EDF – CNR) - L Lepetit 2002 ) Diagnostic des barrages et (CEMAGREF Aix) - L Peyras 2002

analyse

du

risque

) Reconnaissance du manteau neigeux et prévision du risque d’avalanche (Société de développement des Alpes - La plagne)-L Burlet 2002 ) Scarification des sols de surface (PEA - DGA – ETAS)

4

comportement des ouvrages et analyse des risques: mécanique de la neige et risque d’avalanche „

Principe

) // sols – neige et aspects variabilité et aléatoire „

Résultats acquis

) Connaissance de la neige : paramètres mécaniques ) Chaîne de traitement „ „

Acquisition de la Géométrie, des paramètres mécaniques Calcul de stabilité et Evaluation de risque

„Perspectives „ „

Prise en compte de l’effet du vent Prise en compte du remaniement (avalanches, skieurs, purges,..)

„Partenariats: „

CDA, La Plagne

Thèse : JL Burlet (19-12-02) , X (2003)

Evaluation de la variabilité spatiale des paramètres

Mise en place d’une croix de sondage au Tougne Implantation des sondages sur cette croix (100 sondages 20 profils)

5

Cartographie de la résistance de pointe

Données d’entrée GELINIV, Pentes (SIG, topographie), Base de données

Corrélations pentes / sites Stratigraphie de la pente Composition du manteau neigeux Paramètres e, c, φ ,γ, en tout point de la pente

LOGICIEL 0 0 0,2 0,4 0,6

Calculs multiples de stabilité

0,8 1 1,2 1,4 1,6

Des facteurs de stabilité

Lieu et date

1)

4 N° qd σqd Pos type Dm e 1 56,4 1,5 1 2 0,30 3 Stratigraphie courante spatiale 2 160,2 0,4 de 1 la pente, 6 1,5Répartition 0,11 neigeux, de rupture 3manteau 64,3 0,6 2 Probabilité 6 2 2 0,41 4 120,2 0,3 2 6 2,2 0,41 5 56,7 0,2 3 2 6couches 11,9 0,18 16 110,6 0,3 3 6c=102kPa 0,59 7 54,5 0,9 3 2-5c=5 2 0,59 0 kPa

100

200

du

INDICE DE RISQUE pour chaque pente

6

Comportement des ouvrages et analyse des risques: Diagnostic des digues et risque de liquéfaction „

Principe ) Aspect multiéchelle ) Analyse des modes de défaillance – risque de liquéfaction ) Pénétromètre + perméabilité ~ modèle de Seed Robertson

„

Résultats acquis ) Méthodologie de reconnaissance ) Couplage perméabilité - qd ) Calcul du risque de liquéfaction

„Perspectives

) Fibre optique „Partenariats: „

EDF , CNR

Thèse : L Lepetit 2002

Risque de liquéfaction PANDA

qd

Perméamètre in situ couplé au PANDA

k

Essais triaxiaux

Cu, Cul, CRR...

7

Comportement des ouvrages et analyse des risques: Diagnostic des barrages et analyse du risque „

Principe ) Analyse méthodologique (AMDEC) ) Recueil Expertise CEMAGREF,…..

„Résultats

) ) ) ) )

acquis

Base de Scénarios de défaillance Base de données d’historique de dégradation Méthode de diagnostic Modèle d’évolution des dégradations Modèle d’Analyse de criticité

„Perspectives

) Autres barrages ) Aide à la décision (Inspection, réparation , …) ) Automatisation „Partenariat:

(CEMAGREF Aix) – Thèse: L Peyras 2002

Comportement des ouvrages et analyse des risques: Scarification des sols de surface „

Principe ) Résistance des sols de surface à la scarification (Sollicitation horizontale)

„

Résultats acquis ) ) ) )

„

Manip de scarification échelle réduite Influence des paramètres de scarification : V, H , dent,… Influence des paramètres de sols: Compactage, teneur en eau Analogie Pénétration verticale / Scarification

Perspectives ) Aide à la décision de scarification ) Reconnaissance rapide des sols de surface

„ „

Partenariats: PEA - DGA – ETAS -LIRIGM (trafficabilité) Thèse : A Legendre (2003)

8

Limon w = 14 % - 90 % de l’OPN, propagation de fissures

Courbe (Rs-p / Rω) Limon A1 0,7 0,6

Rs-p

0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

Rω [%]

R

S − P

=

1 q d

 F   S / cos( 

Rω = 100 *

  α ) 

ω ωopn

9

Theme 3 durabilité et vieillissement ) Lois de vieillissement des chaussées ( E Courilleau 1997 – M Reche LCPC Nantes) ) Evaluation du complexe ‘réseau – sol – environnant’(GIS Sols urbains 1997-2002) ) Evolution du Profil environnemental des réseaux (RGCU – marne la vallée – Béthune (2003 – 2004)) ) Durabilité des produits et composants de bâtiment ( Lair 2000- A Talon CSTB – Grenoble)

Theme 4 géosynthétiques

) Techniques de confinement géotextile: armater,… ) (N Racana 2002)

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LERMES - SOL SOLUTION

The first Wall

Reduced-scale walls

Pull out tests

Life-scale wall

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