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ACTIVITES DE RECHERCHE en Mecanique des sols

Equipe Mécanique des sols LGC-CUST-UBPRoland GourvèsDaniel Boissier (dir Labo Génie Civil)Claude BacconnetPierre Breul4 Assistants (G Villavicencio…)7 Etudiants (Chili, Argentine, Mexique,

USA, Chine, France…)

Themes de recherche

Reconnaissance des solsComportement des ouvrages et analyse de risquesDurabilité et vieillissementGéosynthétiques

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Theme 1 Reconnaissance des sols et des ouvrages

Technique: Pénétromètre Panda et géoendoscope (Société Sol solution)

Panda 1 et Panda 2 (L Chaigneau 2001)BD matériaux ‘Sols’ compactage (Sol solution)PandalpEssai 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

PrincipeEtablir une banque de données sur sols représentatifsConserver un échantillon de chaque sol de la banque

Résultats acquisLogique micro-mécanique de liaison des paramètresOpérationnelle sur contrôle de densité12 sols identifiés

PerspectivesUne base de 20 sols dans un premier temps

Partenariats: Sol SolutionThèse : L Chaigneau (2001)

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Réalisation des éprouvettes

SolPiston

Capteur de force 2000 kN

Vérin

Capteur de Déplacement

Moule

Membraneplastique

Calibration et validation

Durée : 1 jour pour une personne Durée : 1 jour pour une personne

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

PrincipeChargement par palier d’une pointe pénétrométriqueRecherche de E en petites déformations

Résultats acquisUne manip in situ opérationnelleMesure de E,C, ϕ par un essai simple, in situUn modèle numérique pour l’analyse inverse

PerspectivesChargement alterné et cyclé

Partenariats: LCPC, LRPC ClermontThèse : H Arbaoui (2003)

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Courbe effort-déplacement

0

100

200

300

400

0 2 4 6 8 10Enfoncement (mm)

Forc

e Q

(x)

(N)

Q(xm)

xm

e’e’

xaaxa

xxQ321

1)( ++

=

Expression analytique à 3 Expression analytique à 3 paramètres de la courbe paramètres de la courbe

efforteffort--déplacement déplacement [Joshi][Zhou] :[Joshi][Zhou] :

Analyse inverse d’une courbe de chargement de pointe PANDA

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 analyse du risque (CEMAGREF Aix) - L Peyras 2002

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)

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

Principe// sols – neige et aspects variabilité et aléatoire

Résultats acquisConnaissance de la neige : paramètres mécaniquesChaîne de traitement

Acquisition de la Géométrie, des paramètres mécaniquesCalcul de stabilité et Evaluation de risque

PerspectivesPrise en compte de l’effet du ventPrise en compte du remaniement (avalanches, skieurs, purges,..)

Partenariats: CDA, La PlagneThèse : JL Burlet (19-12-02) , X (2003)

Evaluation de la variabilité spatiale des paramètresEvaluation 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)

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Cartographie de la résistance de pointe

Corrélationspentes / sites

Composition dumanteau neigeux

Stratigraphie de la pente

Données d’entrée

Paramètres e, c, φ ,γ,en tout point de la pente

Calculs multiplesde stabilité

Des facteurs de stabilité INDICE DE RISQUE pour chaque pente

LOGICIEL

GELINIV, Pentes (SIG, topographie), Base de données

N° qd σqd Pos type Dm e1 56,4 1,5 1 2 0,302 160,2 0,4 1 6 1,5 0,113 64,3 0,6 2 6 2 0,414 120,2 0,3 2 6 2,2 0,415 56,7 0,2 3 6 1,9 0,186 110,6 0,3 3 6 2 0,597 54,5 0,9 3 5 2 0,590

1

2

3

41)

2 couches1- c=10 kPa2- c=5 kPa

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 100 200

Stratigraphie courante de la pente, Répartition spatiale du manteau neigeux, Probabilité de rupture

Lieu et date

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

PrincipeAspect multiéchelleAnalyse des modes de défaillance – risque de liquéfactionPénétromètre + perméabilité ~ modèle de Seed Robertson

Résultats acquisMéthodologie de reconnaissanceCouplage perméabilité - qd

Calcul du risque de liquéfaction

PerspectivesFibre optique

Partenariats: EDF , CNR

Thèse : L Lepetit 2002

Risque de liquéfaction

PANDA Perméamètre in situ couplé au PANDA

Essais triaxiaux

qd kCu, Cul, CRR...

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

PrincipeAnalyse méthodologique (AMDEC)Recueil Expertise CEMAGREF,…..

Résultats acquisBase de Scénarios de défaillance Base de données d’historique de dégradationMéthode de diagnosticModèle d’évolution des dégradationsModèle d’Analyse de criticité

PerspectivesAutres barragesAide 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

PrincipeRésistance des sols de surface à la scarification (Sollicitation horizontale)

Résultats acquisManip de scarification échelle réduiteInfluence des paramètres de scarification : V, H , dent,…Influence des paramètres de sols: Compactage, teneur en eauAnalogie Pénétration verticale / Scarification

PerspectivesAide à la décision de scarificationReconnaissance rapide des sols de surface

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

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

Courbe (Rs-p / Rω)

Limon A1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

50 60 70 80 90 100 110 120 130 140Rω [%]

Rs-

p

=− )cos(/

1αS

Fq

Rd

PS

opn

Rωω

ω *100=

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Theme 3 durabilité et vieillissement

Lois de vieillissement des chaussées ( E Courilleau1997 – 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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The first Wall

Reduced-scale walls Pull out tests Life-scale wall

LERMES - SOL SOLUTION