Reconnaissance et essais géotechniques

Transcription

Reconnaissance et essais
géotechniques
Bilan des 11J021 et 11P061
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Reiffsteck Ph.
LCPC dept. GER groupe CSROG
Reconnaissance et essais géotechniques - Philippe Reiffsteck
Transparent-1
Plan
•
Objectifs
•
Prélèvement
– CPS
– Laval
– Nouveau carottier
•
Anisotropie
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
•
Essais mécaniques
–
–
–
–
–
•
Triaxial in situ
Pressiomètre autoforeur
Chargement de pointe
Perméafor
Paramètres de forage
Normalisation
– réflexion sur l’influence des nouvelles normes européennes
Transparent-2
bar
bar
bar
bar
Essais
in situ
Sites ou ouvrages
expérimentaux
Mesures
Calculs
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Recherche
finalisée en
Géotechnique
Analyse numérique
Méthodes et
outils de calcul
Essais de
laboratoire
MEF
Lois de
comportement
Transparent-3
Besoins de la pratique
•
Compréhension du comportement du matériau selon le type
d’essai
q
Rigidité
σ
zone I
zone II
E2
zone III
E1
zone III
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
S.E.L.
E1
zone II
zone I
p'
E2
10-5
10-4 10-3
10-2 10-1 100
εp
ε
εp
déformations ε
Transparent-4
Besoins de la pratique
•
Détermination des modules de
déformation
3
Module de déformation
murs de soutènement
LCPC
fondations
tunnels
Laboratoire
10-6
In situ
remblais
sur sols
compressibles
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
bender
déformations ε
colonne résonnante
mesures locales
triaxiaux de précision
triaxiaux classiques,
onde de surface
oedomètres
down et cross hole pressiomètre autoforeur, essai de plaque
en fond de trou
essais classiques,
pénétromètre
Transparent-5
Actions entreprises :
Prélèvement
•
•
•
CPS (LR Rouen – LCPC)
Laval (LR Rouen – LCPC)
Nouveau carottier (LCPC – LR Rouen – LREP – LR Blois)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-6
CPS
•
phasage du carottage = n’est pas stationnaire
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
descente
fonçage
accouplement
remontée
Transparent-7
D4
Effet du prélèvement
tube du
carottier
étui
D3
trousse
coupante
D1
α
– l’échantillon est remanié (cas
du CPS)
• à sa partie supérieure sur 2
diamètres,
• à sa partie inférieure sur 1 à 2
diamètres
• sur sa périphérie uip>uic d’où
transfert d ’eau
D2
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
stationnaire?
Conséquence
éliminer
la périphérie
travailler
en gros diamètres
Transparent-8
Reconnaissance
et essais
géotechniques -et
Philippe
Reiffsteck
Effet du prélèvement
•
Effet sur la caractérisation mécanique
Bothkennar clay
(Smith et al., 1992)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Esec ou G (MPa)
q
q
400
in situ
Eini
300
bonne qualité
S.E.L.
200
mauvaise qualité
100
ε
p'
εv ou N
0
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
u
Transparent-9
Carottier Université Laval
•
Vue du carottier de Rouen (CECP/LRPC)
tige d'accrochage
•
guides extérieurs
soupape
Plan
202
660
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
dents et couteaux
Coupe
Tube intérieur
guides intérieurs
Tube extérieur
Transparent-10
Carottier Université Laval
•
Principe d’utilisation
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-11
Carottier A+
•
À boisseau sphérique
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
ou
descente
fonçage
accouplement
forage
obturation
remontée
Transparent-12
Carottier A+
•
Boisseau sphérique
15 cm
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
50 cm
Transparent-13
Carottier A+
•
ergonomie et premiers essais 10/03/2010
(CECP Angers, LRPC Rouen, Blois)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-14
Anisotropie
•
•
Marnes (LR Aix)
Inhérentes et induites (LCPC)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-15
Anisotropie
La formation de l’anisotropie des sols
Surcharges naturelles
Sédimentation
par couches
Surcharges 1
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
TYPE 2
TYPE 1
Source: www. flatplanet.wikispaces.com
Surcharges 2
complexicité structurelle des sols
-> comportement anisotrope
Surcharge 2 > Surcharge 1
Transparent-16
Anisotropie
l’anisotropie se trouve souvent dans le sol …
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-17
Anisotropie
Etudes avec plusieurs types de sols, par exemple :
• argile naturelle anisotropiquement consolidée: Wolf K.
(1945), Barden L.[1963], Sékiguchi H.[1977], Magnan
J.P.[1982], Newson T.A.[1997], Houslby G.T. [2005] etc.
• sol remanié en laboratoire: Murthy K.[1979], Gerrard
C.[1982], etc.
140 G0 (MPa)
G0 (MPa)
EPROUVETTE DE TYPE 1
α=0
200
EPROUVETTE DE TYPE 2
α=0
p'=50kPa
p'=100kPa
p'=150kPa
p'=200kPa
120
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
α=45
p'=50kPa
p'=100kPa
p'=150kPa
p'=200kPa
150
α=45
100
80
SOL ISOTROPE
60
100
SOL ISOTROPE
α
σ3
α=90
20
0
50
100
150
200
n
2,00
1,60
20
40
60
80
1,80
1,40
1,20
1,20
1,00
1,00
0,80
0,80
0,60
0,60
120
140
couches inclinées à 45°
couches verticales
couches horizontales
1,60
1,40
100
n
2,00
couches inclinées à 45°
couches verticales
couches horizontales
1,80
G90 (MPa)
0
250
α
σ3
α=90
0
G90 (MPa)
0
σ1
40
σ1
50
0,40
0,40
0,20
p' (kPa)
0,20
p' (kPa)
0,00
0,00
0
50
100
150
200
250
0
50
100
150
200
250
Transparent-18
Anisotropie
Argile de Cubzac-les-Ponts (Nguyen Pham, 2008)
anisotropie induite - type 1
anisotropie inhérente - type 2
G (MPa)
•
12
Dégradation des modules
des éprouvettes de type 1
100
10
Compression Extension
8
q (kPa)
10
13
3
6
11
5
2
4
50
1
12
pas de données
2
6
9
θ°
7
0
8
p' (kPa)
0
0
400
50
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
-90
0
90
180
270
100
Modèle de Fahey et Carter
1,0
G (MPa)
α=90
G/Gmax
350
α=90
α=45
α=0
α=30
α=60
isotrope
300
250
200
α=0
Σ⎡ριε1
Σ⎡ριε4
Σ⎡ριε6
Σ⎡ριε8
Σ⎡ριε10
Σ⎡ριε12
0,8
α=90
α=45
α=0
α=30
α=60
0,6
α=45
α=30
0,4
150
Vertical
Σ⎡ριε1
Σ⎡ριε4
Σ⎡ριε6
Σ⎡ριε8
Σ⎡ριε10
Horizontal
isotrope
100
0,2
50
α=60
γ (%)
0
γ (%)
0,0
-5
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
10
-5
10
10
-4
-3
10
-2
10
-1
10
Transparent-19
Anisotropie
•
Surfaces de charge expérimentales pour les éprouvettes
anisotropes
q/p'c (kPa)
Argile de Cubzac-les-Ponts (Nguyen Pham, 2008)
Argile de Cubzac-les-Ponts (Shahanguian, 1981)
anisotropie induite - sol type 1
anisotropie inhérente - sol type 2
•
1,2
1
axe Ko
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
0,8
Variation du paramètre d'état
critique M en fonction de
l'inclinaison des couches
0,6
1,35
0
-0,4
-0,6
Type 1
Type 2
1,40
état initial
0,2
-0,2
M
1,45
0,4
1,30
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,25
p'/p'c (kPa)
1,20
σ1
α
σ3
1,15
α (degré)
1,10
0
45
90
-0,8
Transparent-20
Essais mécaniques
•
•
Triaxial in situ (LCPC)
Pressiomètre autoforeur (LR St Brieuc – LCPC)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-21
Essais triaxiaux in situ
7
6
5
4
9
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
3
8
1
2
Transparent-22
9
5
4
5
6
3
7
2
1
3
6
2
2
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
6
1
7
1
7
4
8
8
cellule Bishop Wesley
triaxial en place
9
pressiomètre autoforeur
Transparent-23
(LCPC -CECP Rouen)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
piston
membrane
capteur
Transparent-24
TRIAXIAL IN SITU
Description

Boîtier des conditioneurs,
Partie haute de la sonde :
-

Partie centrale de la sonde :
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée

Système d’application de la pression verticale,
Système de mesure de la pression vertical et
du déplacement vertical.
Système d’application de la pression radiale,
Système de mesure de la pression radiale,
pression interstitielle et des déplacements
radiaux.
Partie basse de la sonde :
-
Trousse coupante,
Système de mesure des déplacements
verticaux.
Transparent-25
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Essai triaxial in situ
Transparent-26
TRIAXIAL IN SITU – Étude en cuve au LCPC
Système de montage
1.
2.
3.
4.
5.
T.I.S
Cuve
Poutres de soutien
Bâti
Tige
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-27
TRIAXIAL IN SITU – Étude en cuve au LCPC
Résultats

Fonçage

Mise en contact

Consolidation
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
q (kPa)
150
Relaxation
Chemin de contraintes
p' - q, série 3, η = 1
120
y = 0,9788x - 25,707
90
60
30
p' (kPa)
0
0
50
100
150
200
La validation en cuve s’est bien passée, même nous avons quelques
problèmes de capteurs (les signaux des capteurs à effet Hall n’étaient pas
uniformes, le déplacement des capteurs axiaux dans la trousse coupante,
déplacement radial)
Transparent-28
TRIAXIAL IN SITU
Étude expérimentale à Cubzac-les-Ponts

Octobre 2006, à Cubzac-les-Ponts
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-29
Le pressiomètre autoforeur
pressiomètre Ménard
200
Pression latérale
en kPa
150
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
100
50
phase élastique
σho
phase remaniée
10
100
1000
V en mm3
10000
EN ISO 22476-6
Transparent-30
Les différents appareils développés sur les PAF du LR de St Brieuc
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
sonde
hexagonale
différents élancements
scissomètre
perméamètre
pénétromètre latéral
mais aussi sonde frottante, sonde gammadensimétrie
Transparent-31
dp
a.
b.
c.
d.
Les différents outils (à étage, papillon, jet central, jets périphériques)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Les différents outils utilisés sur les PAF du LR de St Brieuc
Transparent-32
Système de désagrégation
?
?
?
?
α
53 deg
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
•
Outil désagrégateur prototype pour validation - prototype of water jetting tool
Transparent-33
•
Question en suspend – Problem still pending :
–
–
distance du tranchant à l’outil
Vitesse de fonçage
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
h
h
dp
Références :
•
•
ISP1 à ISP4
Benoît J., (1983) Analysis of self-boring pressuremeter tests in soft clay, PhD thesis Stanford university, Palo Alto California, x pages
Transparent-34
•
Validation - validation
–
Essais en cuve ou cylindres PVC
–
Différents matériaux – different soils : sable –
sand (B2), limon - silt (A1)
États de densité – density : 80, 95 et 100 %
de l’OPN
–
–
–
–
–
Vitesse d’enfoncement – insertion speed :
50, 100 et 200 mm/mn
Pression d’eau – water pressure : 5, 10 et 15
MPa
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
4 ou 8 buses – 4 or 8 noszzles
Longueur trousse - length
Transparent-35
1ère série sur limon
4 buses droites
Effort (kN)
0
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
5
10
15
20
25
30
0
A1 p=5MPa v=100mm/mn
100
200
Enfoncement (mm)
•
•
300
400
500
600
700
800
- Philippe Reiffsteck
900
Transparent-36
1ère série sur sable
4 buses droites
Différentes trousses : L=154 mm
Effort (kN)
0
10
0
20
30
40
50
B2 p=10MPa v=100mm/mn trousse 1
100
V=50 mm/mn
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
200
Enfoncement (mm)
•
•
•
300
400
500
600
700
800
900
Transparent-37
Buse : 4 jets inclinés
sur limon,
4 buses inclinées
0
5 Effort (kN) 10
15
0
A1 p=5MPa v=50mm/mn
100
200
Enfoncement (mm)
300
V=200 mm/mn
400
500
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
0
Buse : 4 jets inclinés
5 Effort (kN) 10
0
600
100
700
200
800
V=50 mm/mn
Enfoncement (mm)
•
•
2ème série
300
400
500
600
700
800
900
Transparent-38
15
2ème série sur sable
8 buses inclinées
4 buses inclinées
•
•
•
effort (kN)
0
5
10
15
20
25
30
35
0
50 MPa + 95% OPN
100
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
100 MPa + 95% OPN
50MPa + 100% OPN
profondeur (mm)
200
100 MPa + 100% OPN
300
400
500
600
700
800
900
Transparent-39
•
Constatation après essais
–
déformation des couches selon vitesse et densité
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-40
•
Constatation après essais
–
déformation des couches selon vitesse et densité
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
•Benoît J., (1983) Analysis of self-boring pressuremeter tests in soft clay, PhD thesis
Stanford university, Palo Alto California, x pages
Transparent-41
Essais in situ
Capteur de force
pression de la cellule
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
déplacement radial
pression interstitielle
pression d'injection
80 mm
PAF2000
132 mm
Transparent-42
Conclusions
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Remerciements :
Les auteurs tiennent à remercier Olivier Jean, Nicolas Rouxel,
Yves Canépa, Carl Calmo pour leur aide précieuse.
Transparent-43
0
Initial shear m odulus G 0 (M P a)
20
40
a
0
D H P A F 2000
BE
RC A
1
b
16 0
2
12 0
3
c e ll p re s s u re (kP a )
depth (m )
14 0
4
5
10 0
80
1 s t lo ad ing
60
1 s t unlo ad ing
1 s t re lo ad ing
40
2 nd lo ad ing
2 nd unlo ad ing
20
6
0
0
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
7
75
V (m/s)
0
90
Initial s hear modulus G 0 (MPa)
10
20
30
0
0
intac t z one
iterative method
intact zone
1
embankment B
1
4
depth (m )
3
depth (m)
2
2
2
3
(a)
4
5
ε r (% )
10
8
6
4
2
3
0
0
4
1
2
(b )
3
4
5
ε r (% )
it é ra t ion 22
it é ra t ion 15
5
it é ra t ion 10
it é ra t ion 5
5
it é ra t ion 4
6
it é ra t ion 3
it é ra t ion 2
it é ra t ion 1
6
me a sure s
6
1 s t lo ad ing
1 s t unlo ad ing
1 s t re lo ad ing
2 nd lo ad ing
2 nd unlo ad ing
DH PAF2000
12
s h e a r m o d u lu s G (k P a )
60
1
14
(b)
(a)
7
Transparent-44
6
Essai de chargement de pointe
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Mode opératoire de l’essai
1. Réalisation d’un essai de pénétration statique classique : EN ISO 22476-1
(2006)
2. Phase de relaxation
3. Chargement par palier (10 paliers)
4. Déchargement par paliers
Transparent-45
Matériels
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-46
Validation de l’essai de chargement de
pointe
Mise en œuvre expérimentale
Site expérimental de Merville : argile des Flandres
Site d’Utrecht (site réel) : sable (Pays-Bas)
Site du Havre (STEP) : sable_échec de la campagne
Site expérimental de Limelette : sable, limon et argile (Belgique)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Modélisation physique : Centrifugeuse
Modélisation numérique : Plaxis
Transparent-47
Le site de Limelette : intérêt
Présence de plusieurs types de sol
Couche de limon : 2.2-6.2 m
Couche d’argile très hétérogène : 6.2-8.2 m
Couche de sable : 8.2-17 m
Large campagne d’essais in situ et au laboratoire :
CPT (pointe électrique; pointe mécanique), SPT, PMT, DMT,…
Triaxial
SASW, SCPT
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Des essais de pieux ont été réalisés
Pieux vissés
Pieux préfabriqués battus
Transparent-48
Zone retenue
et nouveaux
sondages réalisés
Zone
CLT
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
4m
CLT
6m
CPT
10 cm2
CPT
15 cm2
1 CPT (10 cm2) jusqu’à
jusqu’à 18 m de profondeur
2
1 CLT (15 cm ) jusqu’à
2
1 CPT (15 cm ) jusqu’à
Transparent-49
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-50
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-51
Dépouillement des essais réalisés
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Pénétrogrammes
Courbes de dissipation
Programme de chargement
Courbes de chargement
Correction du déplacement mesuré
Courbes de mobilisation de frottement
Charge limite qCLT et frottement limite fs CLT
Calcul des modules CLT
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-52
Pénétrogrammes
F rottement latéral loc al fs (kP a)
R és is tance de pointe qc (MP a)
0
5
10
15
20
25
30
35
0
1
1
2
2
3
3
4
7
7
P rofondeur (m)
6
9
10
11
300
400
S ite de L imelette
avril 2010
Limon
Argile
8
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
9
10
11
12
12
C P T_15 cm2
13
C P T_10 cm2
13
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
19
19
20
200
5
6
8
100
4
S ite de L imelette
avril 2010
5
P ro fo n d e u r (m )
40 0
0
Sable
C P T_15 cm2
C P T_10 cm2
20
Transparent-53
Courbes de dissipation (rapport P/qc Vs Log temps)
1,2
Déblocage des tiges
1
0,8
P/qc
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
0,6
2m
3m
5m
6m
7m
8,2 m
9m
9,5 m
10 m
11 m
12 m
13 m
14 m
15 m
16 m
17 m
18 m
0,4
0,2
0
1
10
100
1000
Log Temps (s)
Transparent-54
Programme de chargement en fonction du temps
Pression appliquée sur la pointe (MPa)
25
20
Programme de chargement à 18 m
15
10
5
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
0
35
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1000
1200
1400
1600
Temps (s)
30
Déplacement de la pointe (mm)
Evolution du déplacement de la pointe à 18 m
25
20
15
10
5
0
0
200
400
600
800
Temps (s)
Transparent-55
Courbes de chargement de pointe (non corrigées)
2m
3m
4m
5m
6m
7m
8m
9m
9,5 m
10 m
11 m
12 m
13 m
14 m
15 m
16 m
17 m
18 m
25
20
15
10
Charge et déplacement
mesurés à 60s, à la fin
de chaque palier de
chargement
5
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
déplacement brut (mm)
6
8m
9m
9,5 m
10 m
11 m
12 m
13 m
14 m
15 m
16 m
17 m
18 m
20
15
10
5
25
5
2m
3m
4m
5m
6m
7 m_argile
4
3
2
1
0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0
5
10
15
20
25
30
Reconnaissance
déplacement brut (mm)et essais géotechniques - Philippe Reiffsteck
déplacement brut (mm)
35
40
45
50
Transparent-56
5. Correction du déplacement mesuré
25
3,5
Essai CLT à 8,2 m
Essai CLT à 5 m
3,0
2,5
2,0
1,5
déplacement brut
déplacement corrigé
1,0
20
15
10
déplacement brut
5
0,5
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
0,0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
45
0
5
10
15
déplacement (mm)
20
25
30
35
40
45
déplacement (mm)
16
25
Essai CLT à 12 m
Essai CLT à 18 m
14
12
10
8
6
déplacement brut
4
20
15
déplacement brut
10
5
2
0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0
5
10
15
Reconnaissance
déplacement (mm)et essais géotechniques - Philippe Reiffsteck
20
25
déplacement (mm)
30
35
40
Transparent-57
45
Courbes de mobilisation de frottement
300
250
Frottement latéral fs (kPa)
200
150
100
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
50
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
2m
3m
4m
5m
6m
7m
8m
9m
9,5 m
10 m
11 m
12 m
13 m
14 m
15 m
16 m
17 m
50
18 m
-50
-100
-150
-200
déplacement corrigé (mm)
Transparent-58
Charge limite qCLT et frottement latéral limite fs CLT
Charge limite de l’essai
de chargement de pointe
P (MPa)
fs (MPa)
Courbe de chargement
q CLT
fs limite
0
Δh (mm)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Frottement latéral limite
sur le manchon
0
Δh (mm)
Courbe de mobilisation de frottement
• Pour chaque essai CLT, 3 modules sont calculés
• Le module tangent initial E0 CLT
• Le module à 50 % de chargement
• Le module de déchargement Ed CLT
Transparent-59
Synthèse : modules et charges limites
Module E (MPa)
Résistance (MPa)
0
0,0
25 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
0
0
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
5
5
5
6
6
6
7
7
8
8
0
5
10
15
20
0
Limon
Argile
20
40
60
80
100
120
140
4
7
9
Profondeur (m)
Profondeur (m)
Profondeur (m)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
9
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14
8
9
10
11
12
Sable
q CLT/qc
13
E0 CLT_corrigé
14
15
15
16
16
16
17
17
18
18
18
19
19
19
17
q CLT
qc
15
E50 CLT_corrigé
Ed CLT_corrigé
Transparent-60
II.
Comparaison avec les essais PMT
Résistance (MPa)
Rapport qCLT/pl
Pression limite (MPa)
1
30
2
10
20
300
0
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
5
6
6
6
7
8
7
8
Profondeur (m
0
Profondeur (m
Profondeur (m)
0
0
4
6
8
10
12
14
16
Moy (qCLT/pl) = 5,6
Moy (qc/pl) = 6
Moy (qc/pl)CSTC = 5,9
Argile
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
qCLT/pl = 3,4; qc/pl = 3,8
8
9
10
10
10
11
11
11
12
12
12
13
13
Sable
q CLT/pl1
q CLT/pl2
pl1
14
13
q CLT
14
14
15
15
16
16
18
Limon
7
9
9
2
Moy (qCLT/pl) = 7,5
Moy (qc/pl) = 7,95
pl2
15
16
Transparent-61
II.
Comparaison avec les essais PMT
0
20
40
Rapport E0CLT/EM
Module CLT (MPa)
Module pressiométrique (MPa)
60
0
0
1000
0
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
5
6
6
6
0
20
40
60
80
2
4
6
8
10
12
14
Limon
Moy (E0 CLT/EM) = 7,4
7
8
9
Profondeur (m
Profondeur (m)
Profondeur (m)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
7
8
9
10
10
11
11
7
Argile
8
9
10
11
Sable
E0 CLT
12
12
12
E0 CLT/EM1
13
13
13
E0 CLT/EM2
14
14
15
15
EM1
14
15
16
EM2
16
16
Reconnaissance
et essais géotechniques
Transparent-62
Méthode CLT pour le
dimensionnement des pieux
• Introduction
– La pointe peut être considérée comme un modèle réduit de pieux
– La déformation autour de la pointe est similaire à celle autour du pieux
• Objectif
– Déterminer la capacité portante du pieu
– Obtenir les courbes t-z (charge-déplacement) / estimation et normalisation
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-63
Détermination de la capacité portante des pieux
• Essai de chargement statique de pieux
Qu = Qpu + Qsu
Qpu charge limite de pointe
Qsu charge limite de frottement latéral
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
• A partir des résultats de l’essai de chargement de pointe
Q pu = k p .qCLT .π . B
2
4
Qsu = ∑ in k s . f s CLT .π .B.li
kp : facteur du terme de portance,
ks : facteur du terme de frottement,
B : diamètre du pieu,
fsCLT : frottement latéral ultime de la couche i (CLT)
l : epaisseur de la couche i
qCLT : charge limite en pointe : (essai CLT )
Transparent-64
Estimation du tassement des pieux
Normalisation des courbes CLT
Courbes de chargement de pointe CLT
Normalisation de la charge appliquée sur la pointe par qCLT et normalisation du
déplacement par le diamètre de la pointe, puis faire une régression non
linéaire pour obtenir une courbe de référence
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Multiplier (h/d pointe) par d pieu
Multiplier (q/qCLT) par Qpu (Méthode CLT)
déplacement du pieu
l’effort de pointe du pieu
Transparent-65
Normalisation des courbes CLT
Courbes de mobilisation de frottement fs CLT
Normalisation du frottement par la valeur maximale fsCLT et normalisation du
déplacement par le diamètre de la pointe, puis faire une régression non
linéaire pour obtenir une courbe de référence
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Multiplier (h/d pointe) par d pieu
Multiplier (fs/fspic) par Qsu (Méthode CLT)
déplacement du pieu
l’effort de frottement du pieu
Transparent-66
Exemple des courbes (t-z) obtenues
Effort (kN)
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0
50
100
150
200
Effort de pointe
250
Effort de frottement latéral
Courbes effort/tassement
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
300
Effort total (kN)
350
0
Courbe (t-z) finale
1000
2000
3000
4000
0
400
Tassement du pieu (mm)
-1500
50
100
150
Qt
200
250
300
350
Reconnaissance et essais géotechniques400- Philippe Reiffsteck
Transparent-67
Essais de pieux réalisés à Limelette
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Essais de chargement
statique des pieux
Essais de chargement
dynamique/statnamique des pieux
La méthode CLT a été appliquée sur 11 pieux de la zone statique :
Pieux préfabriqués battus
Pieux vissés
- Pieux de référence (B1 et B2)
- Fundex 38/45 (A1bis)
- Atlas 36/51 (B3 et B4)
- Olivier 36/51 (A2 et C2)
- De Waal 41/41 (A4 et C4)
Transparent-68
Reconnaissance
essais
- Omega
41/41et(A3
et géotechniques
C3)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-69
Pieu vissé
Fundex
38/45
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Tassement sous 50 % de la charge totale
Essai de pieu
Méthode CLT
P ie u
A 1 b is
Sb
S0
moyenne
2,30
4,10
3,70
m ode de
D f u t D p o in t e Z p o in t e E s s a i d e c h a r g e m e n t
M é th o d e d u C L T
F a c te u r
m is e e n
T ype
s t a t iq u e d u p ie u
(m m )
(m m )
(m )
p la c e
1059
2448
0 ,4 3
Q p (k N )
Q p_CLT
Kp
V is s é
Fundex
S t a t iq u e
390
450
9 ,5 9
2064
972
2 ,1 2
Q s (k N )
Q s_CLT
Ks
Transparent-70
Philippe
Reiffsteck
3 8 / 4 5 Reconnaissance et essais géotechniques
3123
3420
0 ,9 1
Q t (k N )
Q t_ C L T
Kt
Perméafor
K (m/s)
mesure labo
Lefranc
Theorie
1,E-03
Sable-Limon
Grave
1,E-02
1,E-04
Flow Q with a corrected head
of water H’ = H - dH
1,E-05
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Q/H' (m²/s)
1,E-06
1,E-06
D1
1,E-05
1,E-04
1,E-03
1,E-02
Subhorizontal flow
Q=
L
15 cm
Inlet screen:
diameter d
20 cm
2.π . L
D
ln⎛⎜ L + L2 D 2 + 1 ⎞⎟
⎝ D
⎠
.K .H '.D
D2
Transparent-71
Perméafor
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
résistance de pointe qc (MPa)
Grave
0
10-7 10-6
frottement latéral fs (MPa)
sols assez perméables
5
sols moyennement perméables
sols très peu perméables
4
sols peu perméables
2
9
sols très compacts
8
sols compacts
7
sols peu compacts
6
sols très peu compacts
Profondeur en m
Limon
Sable
10-2
1
3
Grave
Q/H' en m/s²
10-5 10-4 10-3
10
0
10
20
30
40
50
60
Temps d'enfoncement en s/20cm
Transparent-72
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-73
Q/H' (m^2/s)
1,E-04
0,00
1,E-03
1,E-02
résistance de pointe (MPa)
1,E-01
0
5
10
15
20
25
30
35
0
20
40
60
qd (MPa)
80 100
0
Po/VIA
5 10 15 20 25 30 35 40
0
resistance de pointe (MPa)
5 10 15 20 25 30 35
0,0
-0,50
0,5
-1,00
1,0
1,5
profondeur (m)
Grave
profondeur (m)
-1,50
CP0
CP20_10
CP50_30
CP50_60
CP50_120
CP100_300
CP100_600
NCP20_10
NCP50_30
NCP50_60
NCP50_120
NCP100_300
NCP100_600
-2,00
-2,50
-3,00
-3,50
-4,00
2,0
NC_CPT2
C_DPT
NC_CPT1
2,5
NC_DPT
C_CPT2
C_HPT_1
C_CPT1
3,0
C_HPT_2
NC_DPR
3,5
C_DPR
4,0
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
qt (MPa)
Q/H (m^2/s)
1,E-05
1,E-03
0
1,E-01
0,0
0,0
-0,5
-0,5
-1,0
-1,0
-1,5
-1,5
profondeur (m)
Grave
Limon
grave
profondeur (m)
1,E-07
-2,0
-2,5
-3,0
-2,5
P_20_10
P_20_30
-3,5
P_100_300
P_20_30
P_50_60
P_50_120
P_50_120
-4,0
P_100_600
-4,5
15
-3,0
P_50_60
-4,0
10
?
-2,0
P_20_10
-3,5
5
P_100_300
P_100_600
-4,5
Transparent-74
Pv
Pi
Cr
Paramètres de forage mesurés usuellement
–
–
–
–
Vitesse d’avancement
Poussée sur outil
Pression d’injection
Couple de rotation
0
2000
VIA (m/h)
0
4000 6000
Va
20
PO (bar)
0
40
20
40
PI (bar)
60
0
50
CR (bar)
100
0
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
5
mode de foration
10
et/ou
ou
15
Prfondeur (m)
•
20
25
Transparent-75
A
•
VR
Pi
PR
Ppo PCr
1
–
–
–
–
–
–
–
2
QF
z
Légende :
zw
1 : vérin mât
2 : moteur de rotation
3 : moteur d’avance
4 : marteau
5 : pompe de fluide de forage
6 : mors du frein de tige
7 : groupe hydraulique
4
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
symboles hydrauliques usuels :
a : moteur,
b : vérin,
c : refroidisseur,
d : réservoir,
e : coupleur,
f : clapet anti-retour,
g : manomètre,
h : limiteur,
i : étrangleur variable avec clapet anti-retour,
j vanne trois voies,
k : distributeur avec commande à levier,
l : pompe
Ppo
a
b
3
2
1
c
d
e
PR
PCr
Ppo
f
g
5
6
x4
x2
h
i
j
k
l
7
Transparent-76
•
On peut distinguer cinq modes d’actions, principaux suivant le
type d’outil :
–
–
–
–
–
c
l’usinage,
l’usure,
l’éclatement,
a
la mise en suspension,
le fluage.
c
c
c
d
d
d
d
b
c
d
e
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-77
bar
Pv
Pi
Cr
Combinaison de paramètres (énergie spécifique,
Somerton…)
–
Objectif s’affranchir des paramètres lister précédemment :
machine, outil
Normaliser les paramètres machine pour obtenir des paramètres
physiques corrélables avec des caractéristiques géotechniques
–
Utilisation :
Lithologie
corrélation des paramètres dérivés (combinaisons) avec
paramètres géotechniques : qc, EM possible ?
0
0
0
02
VIA (m/h)
PO (bars)
0
20
100
200
2000
VIA (m/h)
0
4000 6000
20
0
40
PO (bar)
0
40
PI (bars)
10
20
40
CR (bars)
50
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
20
0
PI (bar)
60
0
50
0 00
100
CR (bar)
100
4
5
6
8
10
10
12
15
14
16
20
18
25
20
10 105
20
20 3010
40
30
0 00
ArgileLimon
sabl.
–
–
Prfondeur (m) (m)
profondeur
•
Va
moy PdSd7
pression limite corrigée
2
5 4
5
Argile sableuse Grave argil.
Argile sableuse
•
CR
résistanceVIA
moyenne (2m)SD9
P =
résistance
moyenne
moy(1m)
pl SD8
d
6
10 8
10
10
15 12
SD10
SD11
SD13
SD12
PMT1
PMT2
PRESS1
PRESS2
PMT1bis
résistance moyenne (3m)
Pd =
PO − PR
VIA
14
15
20 16
18
Merville
rotation
20
Merville
-- rotation
20
A65
- rotopercussion
25
Transparent-78
SBP et CPT Cyclique
•
Matériel utilisé
– CPV Lutz
– Remplacement du BAP60 par un PC
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
USB
Transparent-79
SBP et CPT Cyclique
•
Modification d’un CPV automatique d’un fournisseur :
0,016 – 0,025 – 0,05 - 0,1 Hertz
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-80
PMT Cyclique
•
Essais de Rouen 11/2009
PC
4,5
4
valeur mesuree (unite)
3,5
3
2,5
2
eau
1,5
gaz
Cons Eau (bar)
Eau (bar)
Sable
1
Volume (ml)
0,5
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
0
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
temps (ms)
4,5
4
Cons Eau (bar)
3,5
cellule de garde
Eau (bar)
Volume (ml)
3
2,5
cellule de mesure
2
1,5
1
cellule de garde
Limon
0,5
0
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
temps (ms)
Transparent-81
SBP Cyclique
•
•
Essais au LCPC
Test terrain fin février
acquisition
PC
3,5
Eau (bar)
3
Cons Air (bar)
gaz
2
1,5
1
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
0,5
0
0
200000
400000
600000
Petits difficulté à n’asservir que l’air :
Interaction avec l’eau
Problème de gain à la purge
800000
1000000
1200000
1400000
temps (ms)
3,5
cellule de garde
3
2,5
Air (bar)
2,5
cellule de mesure
2
1,5
cellule de garde
1
Cons Air (bar)
0,5
Air (bar)
0
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
-0,5
temps (ms)
Transparent-82
Test on Gosier site
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-83
Test on Gosier site
600
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
500
3m
volume (ml)
400
5m
7m
9m
300
200
100
0
0
500000 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 3500000
time (s)
Transparent-84
CPT Cyclique
•
Les deux architecture possibles
vérin
groupe hydraulique
vérin
groupe ?
colonnes de guidage
colonnes de guidage
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
afficheur
afficheur
conditionneur
conditionneur
système de repérage
système de repérage
train de tige
train de tige
sol
transmission mécanique
ou électrique
sol
actionneur mécanique
ou électrique
espace annulaire
jupe
jupe
pointe électrique
rallonge
capteur de pression interstitielle
Transparent-85
Normalisation
•
•
Prélèvement et Essais d’eau (LREP* – LCPC)
Essais d’expansion en forage (LREP – LCPC)
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
* G. Bigot et Y. Canépa
Transparent-86
Normalisation
EUROCODE 7
Calcul
géotechnique
EUROCODE
7
Calcul géotechnique
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Partie 1: Règles générales
Partie 2: Reconnaissance
et Essais
Partie 2 : Calcul sur la base
Partie 3 : Calcul sur la base
Partie 1 : Règles générales
des essais de laboratoire
des essais en place
TC341
Transparent-87
Normalisation
TC341
WG1
forage et prélèvement
pièzomètres
essais d'eau
WG2
pénétromètre statique
pointe électrique
piézocone
WG3
pénétromètre dynamique
SPT
WG4
essais de structures
WG5
essais d'expansion en forage
EN ISO 22475-1
prélèvement et essais d'eau
EN ISO 22476-1
pointe électrique
EN ISO 22476-2
EN ISO 22477-1
essai de pieu
compr stat
EN ISO 22476-4
TS 22475-2
Qualif pers. et entreprises
EN ISO 22476-9
Scissomètre
EN ISO 22476-3
SPT
EN ISO 22477-2
essai de pieu
ext stat
EN ISO 22476-5
dilatomètre flexible
TS 22475-3
Certification pers. et entreprises
EN ISO 22476-12
pointe mécanique
EN ISO 22477-3
essai de pieu
lateral
EN ISO 22476-6
EN ISO 22477-4
essai de pieu
comp dyn
EN ISO 22476-7
essai de pression latérale
EN ISO 22477-5
ancrages
EN ISO 22476-8
pressio-pénétromètre
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
EN ISO 22282-1
règles générales
EN ISO 22282-2
essai perméabilité en forage
EN ISO 22282-3
essai de pression d'eau
EN ISO 22282-4
essais de pompage
EN ISO 22282-5
inflitromètres
EN ISO 22282-6
systèmes avec packer
Et aussi :
EN ISO/TS 22476-10
ou P 94-521-10 WST,
EN ISO/TS 22476-11
ou P 94-521-11 DMT
EN ISO/TS 17892-1 à 12
ou P 94-512-1 à 12
EN ISO 22477-6
clous
EN ISO 22477-7
armatures de remblai
EN ISO 22476-13
essai de plaque
essais de labo
Transparent-88
Normalisation
Norme ISO CEN
Norme NF P 94-513-1 à 6
EN ISO 22475-1
prélèvement et essais d'eau
Norme NF
P 94-202 P 94-119
P 94-157-1 et 2
TS 22475-2
Qualif pers. et entreprises
α < 5°
Ca < 15%
Ø peut être < 75mm
TS 22475-3
Certification pers. et entreprises
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
EN ISO 22282-1
règles générales
EN ISO 22282-2
essai perméabilité en forage
EN ISO 22282-3
essai de pression d'eau
P 94-131
P 94-132
EN ISO 22282-4
essais de pompage
P 94-130
EN ISO 22282-5
inflitromètres
X 30-418
X 30-419
EN ISO 22282-6
systèmes avec packer
Transparent-89
Normalisation
Normes ISO EN
Norme NF P 94 521-1 à 3
Norme NF
EN ISO 22476-1
pointe électrique
EN ISO 22476-9
Scissomètre
P 94-113
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
P 94-112
EN ISO 22476-12
pointe mécanique
P 94-113
EN ISO 22476-2
P 94-114
P 94-115
EN ISO 22476-3
SPT
P 94-116
Transparent-90
Normalisation
Norme ISO EN
Norme NF P 94-521-4 à 8
Norme NF
EN ISO 22476-4
EN ISO 22476-5
dilatomètre flexible
P 94 110-1
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
P 94 443-1
Méthode manuelle
Double hyperbole
Plus de sols
Calcul d’incertitudes
EN ISO 22476-6
EN ISO 22476-7
essai de pression latérale
EN ISO 22476-8
pressio-pénétromètre
Transparent-91
Normalisation
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-92
Normalisation
•
Travaux en cours
– WG1
• Conductivité thermique
• Paramètres de forage
• Monitoring : inclinomètres
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
– WG5
• Phicomètre
• Pressiomètre avec cycle
– WG6
• Toutes les normes d’essais de labo
Transparent-93
Merci
•
Pour aller plus loin
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Transparent-94
Conclusions
•
•
•
Ne jetez pas tout => musée ou expo Pressio2005
Fonctionner en réseau, maintenir expertise
Faire remonter info/besoins/questions techniques à DTGéo LCPC
– Jean-Pierre Magnan
– Emmanuel Manier
•
ntral
rtieC
o
ab
L
adu
h
tC
n
o
esP
sée
Proposer des fiches recherches et/ou développement
Transparent-95