Nouvelle méthode expérimentale pour déterminer le gonflement libre des sols argileux

Daouidi

2018

MATEC Web Conf.

Abstract. Geotechnical engineering participates in the act of construction, which means that it must meet a double concern for securityand economy. Therefore, an essential part of the engineer's responsibility rests on the recognition of soils in order to determine their nature and properties (taking into account the flow of water). In the present work, we measure the swelling and the permeability by detection of the swelling, by our new optical method based on the interferometry-laser, invented by Hassan Asselman, within the team of Optics and photonics of sciences faculty, Tetouan-Morocco. This new prototype allows us to directly measure the following parameters: the permeability k (m / s), the Young module Eand the swelling index Cs. For the latter parameter, the evolution of the strain as a function of the stresses σ (Pa) is measured for a given degree of saturation (Until saturation). Moreover, we will use the classical odometer test, which reproduces the conditions of deformation of the soils. Using the results of the latter by the graphic methods of Taylor and Gasagrande, it is possible to determine the value of the coefficient of consolidation of the soil Cv. According to the Darcy theoretical modelfor a saturated medium, Cv depends on the permeability, the compressibility coefficient mv (or the inverse of the model of Young odometric) and the voluminal weight of the water γw. These tests will be carried out at the GEORET Geotechnical Laboratory in Tetouan. To perform this work, we chose a sample of claydistrubed, already characterized by X-ray diffraction (whose clay fraction is illite). It is extracted from the so-called "Teffalin" quarry of the Tetouan region, used in the manufacture of pottery. Finally we give a comparison between our new patented method and the classic Odometric test Résumé. L'ingénierie géotechnique participe à l'acte de construction, ce qui signifie qu'elle doit répondre à un double souci de sécurité et d'économie. Par conséquent, une part essentielle de la responsabilité de l'ingénieur repose sur la reconnaissance des sols afin de déterminer leurs natures et leurs propriétés (en prenant en compte l'écoulement de l'eau). Dans le présent travail, nous mesurons le gonflement et la perméabilité par détection du gonflement, par notre nouvelle méthode optique basée sur l'interférométrie-laser, inventée par Hassan Asselman, au sein de l'équipe d'Optique et photonique à la faculté des sciences, Tétouan-Maroc. Ce nouveau prototype nous permet de mesurer directement les paramètres suivants : la perméabilité k (m/s), le module d'Young E et l'indice de gonflement Cs. Concernant ce dernier paramètre, on mesure l'évolution de la déformation en fonction des contraintes σ (Pa) pour un degré de saturation donné (Jusqu'à atteindre la saturation). Par ailleurs, nous comptons utiliser l'essai classique oedométrique, qui reproduit les conditions de déformation des sols. L'exploitation des résultats de ce dernier par les méthodes graphiques de Taylor et Gasagrande, permettent de déterminer la valeur d...

Section: Introductionunclassified

Study of clay soils swelling by the new method based on Laser Interferometry and the classical Odometer test

Daouidi

2018

MATEC Web Conf.

“…Tous ces modèles estiment le taux de gonflement et la pression de gonflement en fonction et /ou de ces paramètres: limite de liquidité, poids volumique sec, la teneur en eau et l'indice de retrait. D'autres modèles comme celui de Vayassade estiment le taux ou le potentiel de gonflement par une loi de forme hyperbolique en fonction du temps [1].…”

Section: Introductionunclassified

“…Dans le cadre du présent travail, nous avons déterminé ces paramètres par la nouvelle méthode élaborée par H. Asselman [1] dans notre laboratoire basée sur la technique d'interféromètre laser et ceux obtenus du bureau d'études géotechniques GEORET à Tétouan-Maroc. On s'est intéressé à la modélisation du taux de gonflement en fonction du temps, puisque celuici caractérise l'efficacité des essais expérimentaux utilisés (notre essai expérimentale donne des résultats sur une durée très courte et le modèle que nous venons de proposer s'engage dans la voie de valider cette proposition).…”

Section: Introductionunclassified

“…La modélisation permet une meilleure compréhension du comportement hydromécanique de ces sols argileux lorsqu'ils sont soumis à différents paramètres (teneur en eau, succion, degré de saturation, humidité etc…). Différents modèles, reposant essentiellement sur des concepts hydro-thermomécanique et la théorie double couche diffuse, sont proposées dans les littératures [1][2][3][4]. Dans le présent travail nous proposerons un modèle simplifié du gonflement des sols argileux dans un milieu non saturé en fonction du temps.…”

unclassified

“…The modeling allows a good understanding of the hydromechanical behavior of these clay soils when subjected to various parameters (water content, suction, saturation, humidity etc ...). Different models, mainly based on hydro-thermo-mechanical concepts and diffuse double layer theory, proposed in the literatures [1][2][3][4]. In this paper we propose a simplified model of swelling clay soils in an unsaturated environment over time.…”

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Nouveau modèle empirique du gonflement libre des sols argileux

Yaakoubi

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et al. 2014

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Résumé. Le gonflement des sols argileux est un phénomène très complexe et fortement influencé par les propriétés chimiques, minéralogiques et hydriques. Ce phénomène provoque l'instabilité des fondations construites sur ce type de sols, en provoquant par la suite leur détérioration. La modélisation permet une meilleure compréhension du comportement hydromécanique de ces sols argileux lorsqu'ils sont soumis à différents paramètres (teneur en eau, succion, degré de saturation, humidité etc…). Différents modèles, reposant essentiellement sur des concepts hydro-thermomécanique et la théorie double couche diffuse, sont proposées dans les littératures [1][2][3][4]. Dans le présent travail nous proposerons un modèle simplifié du gonflement des sols argileux dans un milieu non saturé en fonction du temps. Pour le valider, nous allons comparer ses résultats avec les résultats expérimentaux obtenus dans notre laboratoire par la nouvelle technique optique basée sur l'interférométrie laser ainsi qu'avec ceux obtenue par le modèle de Vayassade [5].Abstract. Swelling clay soils is a very complex phenomenon and strongly influenced by the chemical, mineralogical and water properties. This phenomenon causes instability foundations built on these clay minerals, causing subsequent deterioration. The modeling allows a good understanding of the hydromechanical behavior of these clay soils when subjected to various parameters (water content, suction, saturation, humidity etc ...). Different models, mainly based on hydro-thermo-mechanical concepts and diffuse double layer theory, proposed in the literatures [1][2][3][4]. In this paper we propose a simplified model of swelling clay soils in an unsaturated environment over time. To validate it, we will compare the results with the experimental results obtained in our laboratory by new optical technique based on laser interferometry and with those obtained by the Vayassade model [5].

Novel method to measure the soil clay’s permeability by laser interferometry

MATEC Web of Conferences

Daouidi

Draoui³

et al. 2014

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Abstract. In this study, we'll present a new method to measure the permeability of clay soils (or infiltration rate) by laser interferometry. The device is a modified Michelson interferometer. Indeed on the movable mirror is glued a clay sample in the form of a parallelepiped, dried, of length L, height H and shaped to retain the drops of water on its surface to control water's content .When injecting a volume of distilled water (a few drops) to the surface of the sample, it swells and moves the mirror, then we can measure the swelling depending on the depth of a clay soil and its permeability. Therefore we measure time that takes water to reach a depth of Z and we determine the infiltration rate: V=6µm/s ± 3% in concordance with literal values included between 2,8 and 13,9µm/s in clayey silt. For this comparison, we used the study of the characterization of the clay fraction to our sample by XRD.Résumé. Dans cette étude nous présentons une nouvelle méthode pour mesurer la perméabilité (ou vitesse d'infiltration) des sols argileux par interférométrie laser. Le dispositif est un interféromètre de Michelson modifié. En effet sur le miroir mobile est collé un échantillon d'argile ayant la forme d'un parallélépipède, séché, de longueur L, de hauteur H et façonnée de manière à retenir les gouttes d'eau à sa surface pour contrôler la teneur en eau. Lorsqu'on injecte un volume d'eau distillée (quelques dizaines de gouttes) à la surface de l'échantillon, celui-ci se gonfle et le miroir se déplace, on peut ainsi mesurer le gonflement en fonction de la profondeur d'un sol argileux et la perméabilité. Nous mesurons ainsi le temps que met l'eau pour atteindre une profondeur Z et nous déterminons sa vitesse d'infiltration : V=6µm/s ± 3% en bon accord avec les valeurs de la littérature qui sont comprises entre 2,8 et 13,9 µm/s dans les limons argileux. Pour cette comparaison nous avons utilisé l'étude de la caractérisation de la fraction argileuse de notre échantillon par DRX .