Résumé
La liquéfaction des sols a provoqué et provoque des dégâts importants sur les infrastructures et les constructions. Ce phénomène a, pour ces raisons, fait l’objet de nombreuses études au cours des dernières décennies. Cependant, certains résultats restent controversés et insuffisants, en particulier l’influence des particules fines sur la liquéfaction ainsi que des méthodes d’amélioration des sols présentant des risques de liquéfaction. Pour mieux comprendre ces problèmes, nous avons étudié le phénomène de liquéfaction avec divers matériaux de référence tels que le sable de Fontainebleau, le sable d’Hostun et l'illite Arvel et un sol naturel provenant de la digue de la Duchesse Anne à Saint-Benoît-des-ondes.
Des essais triaxiaux non drainés ont été effectués sur le sable propre pour étudier les facteurs d'influence du déclenchement de la liquéfaction du sable, tels que la densité relative, la pression de confinement et le rapport de surconsolidation. Les résultats confirment que ces facteurs ont une influence significative sur la liquéfaction du sable. En outre, nous constatons également que le sable de Fontainebleau est plus sensible à la liquéfaction que le sable d’Hostun.
L'influence des fines plastiques et non plastiques sur la liquéfaction du sable est étudiée selon deux approches basées soit sur l’indice des vides globales, soit sur l’indice des vides inter-grains. Les résultats basés sur les échantillons au même l’indice des vides initial montrent que la résistance à la liquéfaction statique du sable diminue jusqu’à un certain pourcentage de fines, puis remonte lorsqu’on continue à ajouter les fines. Par ailleurs, les résultats basés sur l’indice des vides inter-grains montrent que la résistance à la liquéfaction statique ainsi que cyclique augmente toujours avec l’augmentation de la quantité de fines.
Les essais triaxiaux cycliques ont été menés sur le sable de Fontainebleau afin d'étudier l'influence de facteurs sur la liquéfaction cyclique du sable tels que le taux de cisaillement cyclique, la pression de confinement, l’indice des vides initial et la fréquence. Les résultats confirment une influence importante de tous ces facteurs sur la liquéfaction cyclique de sable et une interprétation est proposée.
Des séries d’essais au laboratoire et en place ont été réalisés sur le sol de la digue Duchesse Anne afin d’évaluer le potentiel de liquéfaction du limon vasard. La méthode développée au pressiomètre cyclique a montré toute sa pertinence pour évaluer les courbes rapport de cisaillement cyclique en fonction du nombre de cycles.
Enfin, ce travail présente l’influence du degré de saturation ainsi que de la teneur en ciment ajoutée sur la liquéfaction du sable. On trouve qu’une petite quantité de ciment ajoutée augmente considérablement la résistance à la liquéfaction du sable. Parallèlement, un faible degré de saturation augmente la résistance à la liquéfaction du sable également.
Mot cles: liquéfaction, sable de Fontainebleau, fines plastiques, triaxiaux cycliques, rapport de surconsolidation
