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Thesis

Caractéristiques élastiques des sols - Du comportement pseudo-statique à la propagation des ultrasons

La présente étude établit le lien entre les modules élastiques déterminés par auscultation ultrasonore et ceux évalués par essais mécaniques à très faibles déformations. Il est montré par des essais de laboratoire qu'en utilisant les équations de Biot, les modules déterminés par les deux techniques susmentionnées sont identiques, ouvrant ainsi la voie aux mesures géophysiques des modules élastiques (E et G) in situ. Ce résultat a été obtenu grâce à de nombreuses améliorations des techniques de laboratoire. Les mesures des propriétés ultrasonores ont été étudiées : des règles générales sur l'optimisation des transducteurs et sur les fréquences utilisables dans les échantillons de sol sont proposées. Pour la détermination des caractéristiques mécaniques, la résolution des capteurs de déformations a été portée à 0.01 µm et leur poids à moins de 5 g, ceci permettant des mesures d'une précision inégalée en cellule triaxiale. De plus, une méthode de laboratoire est établie pour déterminer la valeur du paramètre a utilisé dans les équations de propagation des ultrasons en milieu poreux. Ce paramètre était, jusqu'alors, non mesuré. Il est également montré qu'au delà de 200 kHz, deux ondes P rapides sont observables dans les sols dits saturés. La première est l'onde P traditionnelle. La seconde est une onde qui correspond à un milieu poreux dont le module de compressibilité du fluide est 1/10 de celui du fluide le saturant, ce phénomène est attribué à la présence de micro-bulles d'air. Ces deux ondes conduisent à une évaluation identique des modules élastiques, ce qui permet de réaliser deux mesures simultanées de ces derniers. Deux types de sols ont fait l'objet d'essais en laboratoire : un sable de quartz et un sable limoneux. Des échantillons provenant d'un forage exécuté sur le site de l'EPFL ont également été testés dans cette étude. Enfin, il est indiqué comment, à partir de la mesure des modules élastiques in-situ et d'essais de laboratoire, il est possible de reconstituer les caractéristiques du sol à déformations plus importantes (jusqu'à 1 %) en utilisant la règle de Masing. Ceci étend donc le domaine d'utilisation des mesures des modules élastiques.

    Note:

    (Dir: L. Vulliet)

    Reference

    • LMS-THESIS-2006-001

    Record created on 2006-11-10, modified on 2016-08-08

Fulltext

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