Les pressions interstitielles dans les ouvrages hydrauliques et leur fondation

Les pressions interstitielles dans les ouvrages hydrauliques et leur fondation

II. - - ]~tude exp~rimentale . : d~terminat ion du coefficient de press ion interst i t ie l le dans les mortiers et les b&ons o)

F. CAMPUS, N. DEHOUSSE, J. H A M O I R (2)

1. I ~ A L I S A T I O N P R A T I Q U E

Comme ind iqu6 au p a r a g r a p h e 5 du chapi tre I, il est th6or iquement poss ib le de d6 te rmine r 0 grace ~ la m e s u r e de l ' a l Iongement vertical ~z et c irconf6rent iel % = % de la section m6diane d ' une 6prouvet te cy l indr ique soumise ~ une p ress ion p constante sur sa surface lat6rale.

Pour ce faire, on utilise quatre jauges ohmiques dispos6es comme ind iqu6 sur la f igure 35.

La m o y e n n e des mesu res enreg is t r6es par les jauges vert icales 1 et 3, d iam6tra lement oppos6es , foumit la va leur de % d6bar ras s6e de tout effet de flexion parasite.

De m6me, la m o y e n n e des mesu res enreg i s t r6es par les j auges horizontales 2 et 4, 6ga lement d iam6t ra lement oppos6es fournit la valeur de %.

Un essai de compress ion axiale pr4a lab le doit pe rmet t re de d~ te rmine r la va leur du module d'61asticit6 E et du coefficient de Poisson v de l '6prouvet te essay6e.

D~s lots on peut obteni r par les formules du p a r a g r a p h e 5 :

- - une va leur 0 du coefficient de p re s s ion interstitielle cherch6 ~ par t i r de la m e s u r e de ~z; on la d6s igne ci-apr~s par 0=.

- - une va leur 0c de ce m6me ccefficient pa r la mesu re de %.

- - une va leur O~ en tenant compte de ~ % + % + ~,. FIG. 35

Th6o r iquemen t ces trois valeurs doivent 6tre 6gales :

Oz = O c = 08

La pra t ique des mesu res sur mort iers et b6tons montre que 0 zest diff6rent de 0~ pour des raisons d iverses (homog6n6it6 imparfaite - impr6cis ion des mesures - imperfect ion de montage - compor tement var iable dans le temps...).

Dans les tableaux des r6sultats exp6r imentaux, on t rouvera les va leurs de 0z et 0 c qui ont @6 obtenues.

(1) La premiere partie de cet article << Pressions interstitielles et sous-pressions. Concepts et relations th6oriques >> a 6t6 publi6e dans<~ Mat6riaux et Constructions, Essais et Recherches >>, n ~ 10 (juillet-aoOt 1 969).

(2) Universit6 de Liege, Belgique.

4,37

V O L . 2 - - N ~ 1 2 - - 1 9 6 9 - - H A T t ~ R I A U X E T C O N S T R U C T I O N S

On a 6ga l emen t calcul6 %, qui est t h6o f iquemen t une m o y e n n e p o n d 6 r 6 e d e d e u x e= et 0 c :

1 0~ = ~ (0= + 20c)

Cette va l eu r d e 08 offre l ' avan t age d e faire in t e rven i r s imul tan6ment les d e u x r6sul ta ts exp6r i - mentaux et d e se r6 f6 re r h u n invar iant d e d6format ion c ' es t -$ -d i re d ' 6 t r e i n d 6 p e n d a n t d e s d i rec t ions .

2. D E S C R I P T I O N DU DISPOSITIF D'ESSAI

Le sch6ma d ' e n s e m b l e d e l ' instal lat ion c o m p r e n d deux disposit i fs r6a l i sa t eu r s et ma in t eneu r s de c h a r g e et deux cet lules 6 tanches dans l e sque l l e s deux 6prouve t t e s p e u v e n t ~ t re 6 tud i6es simultan6- ment dans d e s condi t ions iden t iques (fig. 36).

[R~alisation I I de /a I I charge axialel

�9 [ Pompe

, . . . ,'tJ , . . . Comparateurs ? V~rin Lukas

cel lu le ] N l ~E u k ,I I J / l cel lule btanche ] ~ Lecture'~s des L / I | ~tanche

I ~ d~formations A I I

Mainti de la ~ i o n d'eau

~ R,alisation de la

FIr 36

a. C e l l u l e s de ra i s e e n c h a r g e

Bien qu ' e l l e s different p a r q u e l q u e s points d e d6tail, Ies deux celIules d e raise en c h a r g e sont congues suivant le m6me p r inc ipe . Chaque cel lule se c o m p o s e de deux pa r t i e s b o u l o n n 6 e s l 'une sur l ' au t re et p e r c 6 e s d ' u n e s6r ie d ' o u v e r t u r e s pe rme t t an t la sor t ie des ills d e s j a u g e s ohrniques , le r empl i s - s a g e et ta v i d a n g e d e la c h a m b r e , le r a c c o r d e m e n t au disposi t i f ma in t e ne u r d e p r e s s i o n d ' eau .

L '6p rouve t t e es t d i s p o s 6 e en t r e d e u x p la teaux . Chaque p la teau est i n d 6 p e n d a n t d e la ce l lu le et d e l ' 6p rouve t t e et est pe r fo r6 d e man i~ re ~ pe r rne t t r e l ' 6cou lement d e l ' e a u qui filtre ~ t r ave r s l ' 6p rouve t t e .

L'6tanch6it6 est r6al is6e, su r le p o u r t o u r d e s extr6mit6s d e l ' 6p rouve t t e et ~ la j o in tu re d e s deux pa r t i e s de la cel lule au m o y e n d ' a n n e a u x soup le s d6nomm6s << O r ings >>.

Le c e n t r a g e d e l 'effort d e c o m p r e s s i o n axia le sur chacun d e s p l a t eaux in f4r ieur e t s u p 6 r i e u r est a s sur6 p a r deux bil les.

b. R ~ a l i s a t i o n et m a i n t i e n de la c h a r g e a x i a l e

Le disposi t i f c o m p r e n d :

- - une p o m p e ~ hui le 61ectrique,

- - un accumula teur d e p r e s s i o n d 'hu i l e p r 6 a l a b l e m e n t gonfl6 ~ l 'azote ,

- - un r6seau d e tuyaux soup le s et d e tubu lu res munies d e varmes p e r m e t t a n t d e t rava i l le r s imul tan6ment su r les deux 6p rouve t t e s et, en cas d ' ava f i e , d ' i s o l e r la ce l lu le d 6 f e c t u e u s e et d e p o u r s u i v r e l ' e ssa i avec l ' au t re 6prouve t t e .

c. R 6 a l i s a t i o n e i m a i n t i e n de la p r e s s i o n d ' e a u

Une p o m p e ~ lec t r ique ~ p i s ton a l imente le c y l i n d r e ma in teneur d e c h a r g e et es t c o m m a n d 6 e p a r un contac teur d e fin d e course . Dans le c y l i n d r e ma in t e ne u r d e c h a r g e est e n g a g 6 un p is ton que l 'on peu t l e s t e r jusqu '~ l 'ob ten t ion d e la p r e s s i o n d6s i r6e .

438

F. C A M P U S - - N . D E H O U S S E - - J. H A M O I R

d. L e c t u r e d e s d 6 f o r m a t i o n s

La lec ture des d6format ions s 'ef fectue au m o y e n d ' un pont d e W h e a s t o n e couran t d e labora to i re .

Un s61ecteur p e r m e t d e met t re s u c e s s i v e m e n t dans le circui t les 8 j a u g e s ohmiques col l6es sur les d e u x 6prouve t tes .

L ' imperm6ab i l i t6 des j a u g e s et connex ions a fair l 'ob je t d ' u n e s6r ie p r 6 a l a b l e d ' e s sa i s ayant p e r m i s la mise au point d ' u n sys t6me efficace.

Le c o m p e n s a t e u r de t emp6ra tu re , co116 sur une ba r r e t t e de m o r t i e r ou d e b6ton d e m6me composition que les 6p rouve t t e s est p long6 dans le r 6 s e r v o i r de la p o m p e ~ eau. Enfin, un disposi t i f d e m e s u r e m6can ique p a r c o m p a r a t e u r p e r m e t d e contr61er g l o b a l e m e n t les m e s u r e s fournies p a r les j auges ohmiques et de d6ce l e r , le cas 6ch6ant, les d6viat ions r6sul tant d ' i n e isolat ion d6fec tueuse du circuit 61ectrique vis-a-vis de l ' eau sous p ress ion .

FIG. 37. - - Vue g6n6rale du montage exp6rimental montrant au centre les deux cellules snrmont6es des v4rins r6alisant la charge axiale, /t gauche la pompe 6lectrique permettant ia mise en pression des deux v4rins et au centre le dispositif de r4alisation et de maint ien de la pression d'eau dans les deux cellnles.

e. Les 6p rouve t t e s sont r6a l i s6es darts des moules cy l ind r iques fendus suivant une g6n6ra t r i ce et dont la f e rme tu re est a s su r6e p a r trois boulons e n g a - g6s dans des pat tes s o u d 6 e s d e par t et d ' au t r e d e la g6n6ra t r i ce fendue .

Des col l ie rs m6ta l l iques amovib les , d i spos6s l ' in t6r ieur du moule ~ ses deux extr6mit6s s e r v e n t r 6 s e r v e r l ' e s p a c e n 6 c e s s a i r e p o u r cou le r des couronnes d e r e s ine ap r~s d u r c i s s e m e n t du b6ton. On r6al ise ainsi, aux d e u x extr6mit6s d e l ' 6prouve t te , une surface pa r fa i t ement l isse et continue. L ' exce l - Ience d e son contact avec les << O r ings ~> p e r m e t t r a d e r6a l i se r I ' 6 tanch6 i t6 souhait6e.

Les f igures 37 ~ 43 i l lustrent les differents 616- men t s d6cr i t s c i -dessus ainsi que le montage final.

FIG. 38. - - Vue d'une cellule avec fils de connexion des jauges ohmiques

4 3 9

V O L . 2 - - N ~ 1 2 - - 1 9 6 9 m M A T i ~ R I A U X E T C O N S T R U C T I O N S

FIG. 39. - - Vue de la pompe 61ectrique r6al isant ia pression d 'hui le dans les v6rins. On voit /t gauche le j eu des vannes permettant l 'ex6cution s i m u h a n 6 e de deux essais.

FIG. 41. - - Vue de la pompe r6a l i san t la pression interne des cellules : l '6quipage /t l 'ar r i6re pe rme t de conserver la pression cons tan te quelque soit le d6bit de percolation.

FIG. 40. - - Dispositif m a i n t e n e u r de pression pour r hu i l e des v6rins ax iaux

3. P R O G R A M M E DES ESSAIS

Les essa i s ont p o r t 6 su r l ' 6 t u d e d ' 6 p r o u v e t t e s d e m o r t i e r et de b6 ton , r e p r 6 s e n t a n t 15 c o m p o s i - t ions d i f f~ ren tes soit :

- - 5 m o r t i e r s not6s A

- - 5 b 6 t o n s d e g r a v i e r s rou l6s not6s B

- - 5 b6 tons d e p i e r r a i l l e s c o n c a s s 6 e s not6s C

C e s m o r t i e r s se r 6 p a r t i s s e n t e n t ro is t y p e s en fonc t ion du r a p p o r t e n p o i d s c i m e n t / s a b l e soit :

- - 2 m o r t i e r s d e r a p p o r t C / S = 1 /4 not6s A1

- - 2 m o r t i e r s d e r a p p o r t C / S = 1/3 not6s A2

- - 1 m o r t i e r d e r a p p o r t C / S = 1 /2 not6s A3

440

F. C A M P U S - - N . D E H O U S S E - - I . H A M O I R

FIG. 42. - - Moules et ~prouvette. L'~prouvette montre it la pattie sup~rieure et it la pattie inf~rieure les deux couronnes en r~sine synth~tique qui per- mettent d'assurer l'~tanch~it~. Les iogements annulaires dans lesquels ils sont coul~s sont executes gritce aux bagues que l'on volt it ravaut-plan. La figure montre une ~prouvette non munie de jauges ohmiques et qui a ~t~ rompue par effet de pressions interstitielles.

FIG. 43. - - Vue de I'~prouvette ~quip~e de ses couronnes de r~sine et des jauges ohmiques.

Les mor t ie rs ont 4t~ r~alis~s en trois consistances diff~rentes :

- - consis tance s~che not4e a : la quantit~ d ' e au est s t r ic tement 4ga le ~ l ' eau de mouil lage.

- - consis tance plas t ique n o t r e b : cette quantit6 d ' eau est multipli@e pa r 1,1

- - consis tance fluide no t r e c : cette quantit4 est multipli6e par 1,2.

Les c inq composi t ions de mor t i e r r~alis4es sont ainsi d4finies pa r Ies notations

A l a A2a A2b A2c A3c

Chaque mor t i e r rut ~ la base de la constitution de deux b~tons :

l e p r e m i e r avec des g r av i e r s roul4s, en admettant le v ide des p ie r ra i l l es Vp = 0,45 et le coefficient de r emp l i s s age p = 1,35.

le s e c o n d avec des pierra iUes concass~es en admettant le v ide des p ie r ra i l l es Vp ---- 0,50 et le m ~ m e coefficient de r empl i s sage p ----- 1,35.

4,41

V O L . 2 - - N ~ 12 - - 1 9 6 9 - - M A T I ~ R I A U X E T C O N S T R U C T I O N S

On obtint ainsi cinq composit ions de b6tons de grav ie rs roules d6finies par les notations :

Bla B2a B2b B2c B3c

De m~me les c inq composit ions de b4tons de pierrai l les concass4es sont d4finies pa r les notations :

C l a C2a C2b C2c C3c

Chaque essai a 6t4 fait deux lois (un dans chaque cellule). Les composi t ions sont les suivantes :

Genres

Mortiers . . . . . . . . . .

Betons de graviers roules . . . . . . . . . . . . .

I

Betons de pierrailles concassees . . . . . . . . .

Type

Ala A2a A2b A2c A3c

Bla B2a B2b B2c B3c

Cla C2a C2b C2c C3c

Ciment .t-IF kg/m s

392 484 471 458 598

202 249 242 236 308

219 271 263 256 334

Sable O/2

kg/m s

1 566 1 452 1 412 1 374 1 195

806 748 726 707 615

876 812 790 769 668

Eau kg/m z

272 284 304 323 345

159 166 176 186 197

178 185 197 207 219

Agregats 8/22

kg/m s

1 267 1 267 1 267 1 267 1 267

1 127 1 127 1 127 1 127 1 127

Poids specifique kg/m~

2 230 2 220 2 187 2 155 2 138

2 434 2 430 2 411 2 396 2 387

2 400 2 395 2 377 2 359 2 348

4. D E S C R I P T I O N D ' U N ESSKI

~ . M o d e o p ~ r a t o i r e

a) Une fois ie montage termin4, les 4prouvet tes sont soumises dans les cellules de raise en charge, un certain h o m b r e de cycles de compress ion axiale de 0 ~ 10 tonnes jusqu '~ ce que les mesures

fassent appara i t re une b o n n e stabilisafion des d~formations.

Les 4prouvet tes sont ensui te compr im6es pendan t que lques heures sous la cha rge constante de 10 tonnes. Cette op4rat ion a pour but d '61iminer la plus g r a n d e part ie des d6formations dues au fluage, d6formations qui pour ra ien t fausser les mesu r e s effectu4es lots de l 'essai de p r e s s i o n interstit ielle p r o p r e m e n t d i t

~%pr~s d4chargement , il est p roc6d4 ~ la m e s u r e << ~ sec >> du module d'41asticit6 E et du coefficient de Poisson v au cours d ' u n nouveau cycle de compress ion axiaIe men4 de 0 ~ 10 tonnes pa r pal iers de 1 tonne. Les mesu res de 8 jauges ohmiques sont enreg i s t r4es ~ chaque palier.

b) Les cellutes de mise en charge sont ensui te rempl ies d ' e a u et le c o m p e n s a t e u r de t emp4ra ture est p long4 dans le r4se rvo i r de la p o m p e ~ eau.

Une charge axiale de 10 tonnes est de nouveau appl iqu4e aux 4prouvet tes et la p re s s ion d ' eau est main tenue 6gale ~ 7,5 k g / c m z jusqu '~ ce que l '~coulement ~ t ravers les 4prouve t tes se fasse par les deux extr4mit4s et ~ d4bit constant.

Cette op6rat ion a pour but d ' a s su r e r la parfaite saturation des 6prouvet tes . Lorsqu ' e l l e est r6a- lis4e, la p re s s ion in te rne est r amen6e ~ z6ro.

c) Apr~s d4cha rgemen t c o m m e n c e l 'essai p r o p r e m e n t dit :

- - Il est p roc6d6 ~ la m e s u r e << sous eau >> du modu le d'61asticit4 E et du coefficient de Poisson v au cours d ' u n e mise en charge axiale m e n 4 e de 0 ~ 10 tonnes, par pal iers de 1 tonne, avec mesu res chaque palier.

m La charge de 10 tonnes est ma in tenue constante grace ~ l ' accumula teur de p r e s s i o n ~ azote et sans l ' in te rvent ion de la p o m p e ~lectr ique qui peut ~tre d~connect4e.

La p ress ion d ' eau est alors amen6e de 0 ~ 7,5 k g / c m ~, puis, pa r pal iers de 4 k g / c m z, ~ 43,5 k g / cm 2. A chaque palier, les mesu res des 8 j auges ohrniques sont faites.

442

F. CAMPUS - - N. DEHOUSSE - - J. H A M O I R

- - U n t e m p s d ' a r r 6 t e s t o b s e r v ~ & la p r e s s i o n m a x i m a l e p : 43,5 k g / c m 2 j u squ '& s t a b i l i s a t i o n c o m p l e t e d e ta m e s u r e .

- - La d e s c e n t e s ' e f f e c t u e d e la m ~ m e m a n i ~ r e q u e la m o n t ~ e . Les m e s u r e s s o n t p r i s e s & c h a q u e pa l i e r .

- - Enf in la c h a r g e a x i a l e e s t r a m e n 4 e & 0 p a r p a l i e r s d e 1 t o n n e .

B. D ~ p o u i l l e m e n t

O n a r e p r o d u i t c i - a p r ~ s le d ~ p o u i l l e m e n t c o m p l e t d ' u n e s s a i e f f ec tu~ l e s 26 e t 27 aofl t 1968 s u r d e u x 4 p r o u v e t t e s d e b ~ t o n n o t ~ e s B la .

Les t a b l e a u x I e t II r a s s e m b l e n t les m e s u r e s e f f e c t u 4 e s l o r s d e s d e u x c y c l e s d e c o m p r e s s i o n p r 4 a l a b l e s , le p r e m i e r << & s e c >> e t le s e c o n d << s o u s e a u >>. C e s m e s u r e s s o n t m i s e s s o u s f o r m e d e d i a g r a m m e s d a n s les f i g u r e s 44 e t 45.

2 6 / 8 / 6 8 Bla ( 2 6 / 7 / 6 8 ) T A B L E A U I

C o m p r e s s i o n & s e e

Cellule 1 P1 = 25,800 kg Cellule 2 P2 = 25,560 kg

F tonnes

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

1 > 6

0 25 64

108 149 193 235 276 313 350 387 376 351 326 296 266 226 186 133 7O

5

1~C26

0 10 24 40 57 75 94

114 134 154 174 159 142 124 104 86 67 51 32 14

1

~z I~C16 10-6 1%c36 Ec F 10 -6 tonnes 10:s 10E6

0 0 0 0 0 0 18 3 4 4 1 18 44 6 10 8 2 47 74 9 18 14 3 83

103 14 24 19 4 115 134 23 31 27 5 153 165 30 37 34 6 189 195 37 43 40 7 224 224 47 48 48 8 254 252 56 53 55 9 284 281 63 58 61 10 316 268 59 55 57 9 297 247 56 52 54 8 270 225 49 49 49 7 241 200 43 45 44 6 210 176 36 39 38 5 179

. 147 30 34 32 4 142 119 23 28 26 3 101 83 15 20 18 2 66 42 10 15 13 1 30

3 3 I0 7 0 t

l~j6 %2 10-6 i I

0 0 0 22 20 4 48 48 8 85 84 12

115 115 18 145 149 22 172 181 26 20:3 214 31 231 243 35 259 272 39 288 302 43 268 283 40 243 257 37 218 230 34 191 201 31 164 172 28 132 137 23 97 99 20 64 65 16 32 31 I0

t 1 8

0 4 9

13 18 23 25 32 36 41 44 42 39 35 32 28

i 23 18 15 l l 6

~c 10-6

0 4 9

13 18 23 26 32 36 40 44 41 38 35 32 28 23 19 16 11

7

\ \ \t\ , \\

j \ l , I \ \

r ~)

R bnnes)

!9 - - o & s e c

x SOUS e-aU

8

7

5

5

: 3

�9 0 50

Bla (26-7-58) Cellule t

/

/ /

, /

100

/

175. 000/~/cm '

0,227 I

sous eau : E= 153000kg/cm'

, ~= 0,256 I

150 200 250 300 FIG. 44

443

VOL.. 2 - - N ~ 1 2 - - 1969 - - MATt~RIAUX ET C O N S T R U C T I O N S

T A B L E A U I I 2 7 / 8 / 6 8 Bla ( 2 6 / 7 / 6 8 ) C o m p r e s s i o n s o u s e a u

F tonnes

0

I 5 6 7 i 8 i 9

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Celtule Z P1 = 25,800 k g

0 20 70

126 176 227 277 322 366 408 454

i0-'

0 8

24 44 62 83

104 126 148 170 191

i0_( .~!,

0 14 47 85

119 155 191 224 252 289 323 Rupture

))

))

))

))

))

>)

)>

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)>

CelIule 2 P2 = 25,560 kg

L0-' ~ .0 -I tonnes - 10 -s l~J9

0 0 0 0 2 3 3 1 8 10 9 2

12 16 14 3 22 22 22 4 32 30 31 5 43 36 40 6 53 42 48 7 64 46 55 8 76 53 65 9 92 58 75 10

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

0 0 0 ' 0 20 8 14 2 55 45 50 6 94 76 85 10

132 106 119 13 169 138 154 18 205 171 188 22 239 202 221 25 274 236 255 28 306 266 286 30 337 296 317 33 318 275 297 32 292 251 274 28 270 231 251 27 232 195 214 23 201 168 185 19 162 135 149 15 122 103 113 12 79 68 74 7 29 35 32 2

6 9 8 - - 4

1~0r26 -~ c lO-S

0 0 3 3 6 6 9 l_0

13 13 18 18 23 23 28 27 31 30 36 33 40 37 36 34 33 31 30 29 25 24 20 20 15 15 10 I i 3 5

- - i I i 6 - - 5

~ c (IE e)

50

F( t onnes )

tk su

=

I! '

5

3

0

o ~ sec x $OUS ea(1

Bla (26-7-68) Cellule 2

i

sec , E= lGZOOOkg/crn 2

I "~--O, MI $ous eau : E=157000kg/crn 2

~= 0,115

50 100 150 200 250 300 FIG. 45

Le troisi~me tableau rassemble les mesu res effectudes lors de l 'essai de p r e s s i o n interstit ielle p r o p r e m e n t dit. C e s m e s u r e s s o n t r a i s e s s o u s f o r m e d e d i a g r a m m e s d a n s l e s f i g u r e s 46 e t 47.

A p a r t i r d e c e s d i a g r a m m e s , o n p e u t :

- - d ' u n e p a r t c a l c u l e r les v a l e u r s 0=, 0c, % d u coe f f i c i en t d e p r e s s i o n i n t e r s t i t i e t l e c o r r e s p o n d a n t la p r e s s i o n m a x i m a l e p = 43,5 k g / c m 2 (fig. 46 e t 47),

- - d ' a u t r e p a r t , d 6 t e r m i n e r l e s v a l e u r s d e s e x t e n s i o n s ~= e t % p o u r q u e l q u e s v a l e u r s c a r a c t 6 - r i s t i q u e s d e la p r e s s i o n p e t e n d d d u i r e te d i a g r a m m e d e 0 z, 0c et % e n f o n c t i o n d e p . C ' e s t c e q u i e s t fait d a n s la f i g u r e 48 p o u r u n e d e s 6 p r o u v e t t e s .

2 7 / 8 / 6 8 Bla ( 2 6 / 7 / 6 8 ) T A B L E A U I I I

F, C A H P U S - - N . D E H O U S S E - - J. H A H O I R

E s s a i d e p z e s s i o n i n t e z s t i t i e l l e

P kg / cm 2

0 7,5

11,5 I5,5 19,5 23,5 27,5 31.5 35,5

- 39,5 43,5 39,5 35,5 31,5 27,5 23,5 19,5 15,5 11,5 7,5 0

Cellule 1 P1 = 25,800 kg

0 23 41 64 90

119 153 194 240 303 371

1 '6 " 1 -'6 - 10-6

P ~c

10_ 6 k g / c m 2

Cellule 2 P2 = 25,560 kg

0 0 0 0 0 8 16 24 23 24

17 29 36 31 34 29 I 47 ' 47 38 43 39 65 60 48 54 49 ' 84 76 58 67 59 106 90 65 79 69 I 132 ! 1!0 80 95 79 I 160 130 94 112 59 196 150 I08 129 99 i35 170 1 2 7 1 149

Rupture )>

)>

))

>)

>>

>)

>)

))

>>

I Ezl ~ c2 ~z

10-6 10-6 10 -6

0 0 0 7,5 17 9

11,5 33 27 15,5 52 47 19,5 80 68 23,5 I07 88 27,5 135 110 31,5 162 130 35,5 194 153 39,5 226 173 43,5 257 195 39,5 i 237 ! 183 35,5 212 ~ 167 31,5 186 150 27,5 154 129 23,5 : I28 i 109 19,5 I lO5 ! 89 15,5 79 67 11,5 i 54 , 46 7,5 32 27 0 1 4

0 13 30 5O 74 98

123 146 174 200 226 210 190 168 142 119

97 73 5O 3O

3

I k l~Cj6 ~ c 2 10-6 !0~6

0 0 0 Ii 15 13 20 31 26 28 38 33 37 44 4i 50 53 52 58 63 61 73 73 73 83 85 84 98 96 97

111 105 108 102 101 102 94 92 93 85 85 85 75 75 75 65 65 65 54 56 55 44 47 46 34 38 36 25 29 27

2 2 2

27/8168

' 1 1 ~ 1 , I I

l l k l l ,

' l ! l l l

10 7 100

Bla (2617/68) .Cellule I

P ~kg/cm ~

E=153000 kg/cm t-"

[ t [ '

L e,~ = q515

%

FIG. 46

e

Loc

0.8

0.6

0.4

0.2

2718168

10-6 1 0 0

B l a 2 6 / 7 / 6 8 ) Cellule 2 p L kg/r z

- 5 0 - Avec E=152000kglcm ~"

- ~ o - p=oj16 F ~ I , _t, i I i I~/b41i

o- , I I L / I Y I l I I - f f t . s f I

O- I l

l l ,fOz=O,,,o ' 1%% (e d=0,682

,'o //44 o so ,;o ~ Joo 2'5o ,o'"

B la Cellulr 2

-Dk~gro~mes de 9 z Gcet e~ en Ponction de p

�9 i ,.. .f

/ . 4 "-ez o=Oc x=~6 ,,,f

. /

' / 1 5 10 15 20 25

J

3O

Fic. 47

FIG. 48

445

V O L . 2 - - N O 12 - - 1 9 6 9 - - M A T I ~ R I A U X E T C O N S T R U C T I O N S

TABLEAU IV

A sec 8ous eau i

Indice des I

vides V

V

Age Poids 10 -e O_ 6c 6~, Types iours kg E E cm2/ "

kg/cm 2 ~ kg/cm~ v k~

Ala 1 36 23,350 0,168 160.000 0,238 145.000 0,195 1,16 0,776 0,642 0,687 2 36 23,970 0,114 198.000 0,273 184.000 0,228 0,62 0,608 0,463 0,525

A2a 1 35 23,500 0,207 148.000 0,211 137.000 0,222 1,51 0,827 0,742 0771 2 35 23 ,180 0,179 161.000 0,293 150.000 0.298 1,19 0,590 0,654 0,633

A2b . . . 1 50 23 ,375 0,156 163.000 0,170 145.000 0.132 1,08 0,769 0,781 0,777 2 50 23 ,300 0,163 162.000 0,188 140.000 0,154 1,16 0,713 0,813 0,777

A2c 1 35 22,660 0,186 104.000 0,190 89.000 0,182 2,09 0,943 0,714 0,790 2 35 22 ,640 0,188 120.000 0 ,221 92.000 0,196 2,04 0,871 0,783 0,790

A3c 1 43 22 ,500 0.183 164.000 0,213 146.000 0,222 1,25 0,650 0,663 0,657 2 43 22 ,640 0,170 109.000 0,135 90.000 0,132 1,89 1,044 0,909 0,955

Bla 1 32 25 ,800 0,192 175.000 0,227 153.000 0,256 1,25 0.645 0,451 0,515 .~ 2 32 25 ,560 0,213 167.000 0,142 157.000 0.116 1,36 0,760 0,643 0,648 "~ B2a 1 35 25,640 0,202 221.000 0,226 i82.000 0,220 1,11 0,753 0,608 0,657 o 1 35 25,880 0,181 250.000 0,166 231.000 0,140 0,78 0,629 0,486 0,534

o ~ 2 35 25,800 0,188 209.000 0,178 172.000 0,227 1,09 0,653 0.511 0,559 ~.~ B2b . . . . i 43 25 ,820 0,168 228.000 0,189 188.000 0,104 0,89 0,845 0,673 0,729

> 2 43 25 ,790 0,171 233.000 0,173 193.000 0,101 0,89 0,876 0,760 0,800 B3c 1 35 25,820 0,143 237.000 0,216 204.000 0,163 0,70 0,727 0,866 0,820

2 35 25,810 0,144 236.000 0,175 209.000 0,167 0,69 0,811 0,609 0,677

Cla 1 28 25,530 0,182 174.000 0,287 149.000 0,266 1,22 0,810 0,719 0,750 2 28 25,820 0,157 162.000 0,228 146.000 0,237 1,07 0,854 0,551 0,652

C2a 1 35. 25,300 0,197 157.000 0,125 124.000 0,119 1,58 0,855 0,797 0,816 o~ 2 35 25 ,400 0,188 203.000 0,235 153.000 0,148 1,23 0,684 0,736 0,718

o o C2b 1 51 25 ,500 0,161 199.000 0,143 172.000 0,137 0,94 0,804 0,731 0,7~8 ~ C2c 2 35 25 ,400 0,152 169.000 0,205 131.000 0,198 1,16 0,621 0,735 0,696 "F~ C3c .., 1 35 25,610 0,124 157.000 0,116 141.000 0,101 0,88 0,722 0,773 0,757

2 35 25 ,680 0,118 149.000 0,128 119.000 0,107 0,99 0,598 0,628 0,618

5. PRF-SENTKTION DES I~-SULTKTS

A. R~su l ta t s re laf i f s ~ la p r e s s i o n m a x i m a l e p = 43,5 k g / c m 2

Le tableau IV ra s semble les caract~ris t iques des ~prouvet tes essay~es ainsi que t o u s l e s r~sultats ob tenus pour Ia va leur maximum de la p ress ion p = 43,5 k g / c m 2.

B. D i a g r a m m e s 0 e n f o n c f i o n de p

Les d iag rammes du coefficient de p ress ion interstit ielle en forlction de la p r e s s i o n sont repr i s dans les figures 49 ~ 51. L'allure g4n~ra le des r4sultats s ' en d~gage suffisamment.

446

e

qs

q6

oA

02

0

8

o,e

0,6

q~

q2

o

8

o,6

0,4

~p

0

e l

O,S

O5

o,~

o,2

0

8

q8

oA -.

"%,.

i / /

/

10

.~" Sz

Ala Cellu!e 1

I 30 40 p(kg~cm z) 20

ecO

[ , . / Dz

%,

1 A2a Ceh"ule 1

I 2.9 30 40 p(kg/cm~)

A2c Cellute I

I 10 2(; 30 40

, 8 c

m- m'~ %.,,"

A2b Cellule I

I 10 20 30 40 p (kg/c m z)

8z

A3c Cellule I

I 10 20 30 40

8 i

8

o,s

0,6

o,4

o,2

0

8'

q8

o,6

0,4

0,2

0

61

o,8

qs

0,4

q2

0

e


\ .

\ ~ ' .o~ ~

Oz

.%

>

Ala Cellule 2

I 20 30 40 p(kg~cm'-')

- o- 86~

/ o-j-] ~l f J"

~Z

!C 2~

A2a Celluie2

1 30 40 p(kg/~cm z)

~e...

f % ~ / m"

/ /

,/

. /

G, ~ /

A2c Cellule 2

I 2o 30 ~o ;rk~m')

o / .~'"

86 ~ .~ -

"Sz

10

A2b Cellule 2

I . ~ ~. 20 so ~ p(kE/cm'J

ec O.--.-~- _fl;... ~ e 6

, /

/

A3c Cellule

/s

/

2

~0 p(k~/cm ~) FIG. 49 I0 20 3'0

447

V O L . 2 - - N ~ 12 - - 1 9 6 9 - - M A T I ~ R I A U X E T C O N S T R U C T I O N S

FIG. SO

o,z

0,2

0

8 ,

o,8

o,c

o,~

0,2

8

q8

o,6

q/

0,2

0

8,

o,e

o,e

o,~

q2

0

8 '

o,e

0,6

ol

0,2

0

B la Cellule I

.,,'~'- . . . . . o . f Sz

o6w-'~" / "~

/ /

. /

I0 20 30 40 p(kg/cm r')

B2a" Cellule 1

.~__~ _ _.~__~ ~ -'~ o c, ." / o

1"4 / /

~Z i , / /~ v

,// I0 20 30 ~o p{k~cm9

B2a Cetlule 2

e7 ." "~. ~ : . . . . . . 7

. - ' ~ / /

/ '

/ /

i

10 20 30 40 p(kg/~'m z)

= . ~ _ _ - - -~.''W~ i t "

Z 11

/ /Sz B3c Cellule 2

i'"

~ 0 6

i 20 30 /-0 p(kg/cm z)

06: /."

/ ez /

B 3 c Cellule 1

1 20 30 40 prkg/cm z)

8 j

4~

4e

Q~

0

~ o,8

~6

F.

q~

! .~f ;7 , /

.i

/ /

10 20

81a Cellule 2

t 30 ~o p ~ 9

Oz t "~"- . .~ .

B2a Cellule 1

I 10

-.-~ec

20 30 40 p(kg/cm~

�9 -", _._x8 6

/ e z,

I0

B2b Cellule 1

I 20 30 40 p(kg/cm~

e~ / . /

/ I

/

ez

20

B2b Cellule 2

i

4 4 8

8 1

4e

44

o;

0

8~

qe

0,6

o,4

0,2

el

o,8

O,6

0,4

q2

8J

cta

q~

0,4

q;

0

% J ,- l /

/

/ /

I#z Cla Cellule 1

I i 10 20 30 40 p(kg/~m z)

~ ~"~ ~ ~ -:~ "-o-.- ~ _

, . / I "

/ Oz/

10

C2a Cellule 1

20 30 410 p(kg/cm z)

Y

2" Oz. i "

C2b Cetlule 1

l [ ,,. 10 20 " 30 zO p(kg/cm z)

/

- - - , - -o 8C

i /

,/

~8

0,5

44

0,~

C3c Cellule I

I I 20 30 40 p(~/~m "~)

0

8~

qe

0,6

o/

o,2

0

81

qo

q 6 - - - -

Q~

02


,~. . -~- _ ~ �9 -7 oz . - / - \ .

f /

/ /

/ / Cla Cellule 2

[ I 10 20 30 ~0 p (~ /cm ~)

"~ t ~ / /

" / / . 2

r ~

W" C2a -Cellule 2 f

I I 10 20 30 40 #(k~/cm z)

e.... ~ e - . . o o.. ~o8c

C2c Cellule 2

10 20 30 ~0 #(~/crn ~)

/

/ ,/

"===.2

/

10 0 I0 20 FIG. 5t

C3c Cellule 2

1 i

6. CONCLUSIONS

A. Quant & l ' e x ~ c u t i o n d e s e s s a i s

L 'exp4r ience acquise dans la r4alisation d e ce s essais p e r m e t d 'abord d e conclure & la grande difficult4 d'ex4cut ion pratique des essais : d e n o m b r e u s e s causes de perturbation ont 4t4 progress i - v e m e n t ~ l imin4es avant d'obtenir des r~sultats valables : imperm4abi l i sat ion d e s jauges, des conne- xions et des fils servant & la mesure , centrage de l '4prouvette, dispositifs de maintien de charge et de press ion, 4tanch4it6 des cel lules , compress ib i l i t~ des plateaux de transmiss ion de la charge axiale. . .

La technique de m e s u r e est actuel lement au point mais la qualit4 d e s r4sultats postule un grand n o m b r e de pr4cautions exp~rimenta les .

449

V O L . 2 - N ~ 1 2 - 1 9 6 9 - M A T I ~ R I A U X ET C O N S T R U C T I O N S

B. Quant ~ la va leur de r~f~rence du coeff ic ient de p r e s s i o n in ters t i t i e l l e

L'exp6r ience de mise en traction axiale entratne une influence du coefficient de contraction lat6rale si b ien qu'il serait plus logique d 'a t t r ibuer ~ 08 une signification plus g r a n d e qu'$ 0z seul ou 0 c seul.

Les r6sultats des mesures faites pour des pressions diff6rentes du maximum (43,5 k g / c m 2) font d 'ai l leurs appara~tre une plus grande constance de ce facteur (figures 49 ~ 61).

C, Quant ~ la c o m p a r a i s o n des r~sultats obtenus pour l e s m o r t i e r s et l e s b~tons

Comme nous l 'avons indiqu6 pr6c6demment, le coefficient de press ion interstit ielle 0a correspondant $ une section droite unitaire quelconque, repr6sente la project ion sur cette section des vides intercept6s pa r la section dangereuse la plus proche.

Dans le cas de b6tons, iI est Iogique de pense r que les sections dange reuse s contourneront les agr6gats solides et ne rencontreront que le mort ier entourant ces agr6gats. On devrai t donc obtenir pour les b6tons un coefficient de press ion interstitielle 6gal, ou alors 16g~rement inf6rieur & celui du mort ier seul.

C'est ce que nous pr6voyions de v6rifier quand nous avons d6cid6 de consti tuer les b6tons par simple adjonction de graviers ou de pierra i l les ~ des mort iers d6j& essay6s seuls.

Le tableau V permet la comparaison des moyennes des r6sultats obtenus pour chaque composition 6tudi6e.

TABLEAU V

Valeurs de 0~ (p = 43,5 kg/cm 2)

Type

la 2a 2b 2c 3c

A Mortiers

0,606 0,702 0,777 0,790 0,806

B Betons roules

0,582 0,586 0,765

0.750

C Betons

concasses

0,701 0,767 0,758 0,696 0,690

On constate que les pr6visions se v6rifient relat ivement bien. En effet seules les valeurs de 0~ correspondant aux compositions Cla et C2a sont sensiblement sup6r ieures aux vateurs obtenues pour les mort iers correspondants . Dans les autres cas, les valeurs de 0a relat ives aux b6tons sont, soit prat iquement 6gales, soit inf6rieures ~ celles des mortiers correspondants .

On peut d'aiUeurs pense r que les in6galit6s observ6es sont pr incipalement dues ~ une dispers ion normale des r6sultats.

D~s lors, une p r e m i e r e conclusion sera que le coefficient de press ion interstit ielle d 'un b6ton d6pend essentiel lement de la composition et des caract6ristiques physiques du mor t ie r constitutif et n 'es t prat iquement pas influenc6 par la p r6sence des agr6gats, pour autant que tous tes agr6gats soient parfaitement enrob6s de mortier.

Le d iagramme de la figure 52 semble faire appara i t re une influence de la quantit6 de ciment dans le mort ier sur la valeur du coefficient 0~.

D. M ~ c a n l s m e de d 6 v e l o p p e m e n t de la pres s ion inters~it ie l le

Les d iagrammes des figures 49 ~ 51 sont assez vari6s mais it s 'en d6gage cependan t une allure g6n6rale qui pe rmet de mieux comprendre le m6canisme de d6ve loppement de ia p ress ion interstitielle (figure 53).

Si l 'on retient pr incipalement l '6volution du coefficient de press ion interstit ielle 0 z caicul6 l 'a ide de l 'extension cz, on constate que ce coefficient croit r6guli~rement avec la pression. I1 atteint son maximum pour la valeur maximale de la press ion puis reste prat iquement constant, ou alors d6cro~t 16g~rement pendant toute la p6r iode de d6croissance de p.

Si l 'on consid~re le coefficient %, l 'al lure g6n6rale reste la m~me mais les diff6rentes phases sont moins marqu6es en raison de l ' influence du coefficient 0 c qui reste pra t iquement constant quelle que soit la valeur de la pression.

On peut donc consid6rer que le mecanisme de d6veloppement de la press ion interstit ielle dans un mort ier ou un b6ton est un ph6nom~ne i r r6vers ib le .

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e8 Variation de a 5 en fonction de/a tencur ~tn ciment des Not'tiers

I,o

F. C A M P U S - - N. D E H O U S S E - - J. H A M O I R

Q9

Qo o

/

J f

J

0c~ , . . - ~ - - - __

/"

( ~o ~5o soo 550 6 o ~ / ~ '

FIG. 52 FIG. 53

Au cours d e la c ro i s sance d e Ia p r e s s i o n l ' eau atteint un n o m b r e toujours p lus g r a n d d e v ides et ces v i d e s e u x - m ~ m e s s ' a g r a n d i s s e n t p a r ~ros ion interne. Une d ~ c r o i s s a n c e u l t~ r i eu re de la p r e s s i o n ne modif ie pas la si tuation ~ moins que cer ta ins chemins d '~c ou l e me n t ne so ien t p lus obs t ru~s p a r d e s pa r t i cu les so l ides que le g r a d i e n t d e p r e s s i o n ne suffit p lus ~ d~p lace r . Toutes au t res choses ~gales , le coefficient d e p r e s s i o n inters t i t ie l le relat if ~ une ~prouve t t e q u e l c o n q u e se ra i t donc fonction d e la va l eu r max ima le d e la p r e s s i o n at teinte au cours d e 1'<< his toi re >> d e l ' ~p rouve t t e , et dans une m o i n d r e mesure , du t emps p e n d a n t l eque l ce t te p r e s s i o n a pu s ' e x e r c e r . On n ' a pas r~alis~ d ' e s sa i s d e longue d u r 6 e qui au ra ien t pu r e n s e i g n e r su r l ' inf luence exac te du fac teur t emps . I1 es t ~v iden t que ce facteur ne peu t i n t e rven i r que Iorsqu ' i l y a ~ros ion in te rne c ' es t -~-d i re q u a n d le g r a d i e n t de p r e s s i o n est suff isamment ~lev~. Cet te condi t ion ~tait r~al is~e dans le cas d e s essa is v u l e s faibles d imens ions des ~prouve t t t e s et Ies p r e s s i o n s auxque l l e s e l les furent soumises .

R1~F1~RENCES

[1] LAGINttA-SERAFIM J. - - A subpressSo nas barra- sens. Publ ica t ion n ~ 55. Labora to i re Na t iona l du G~nie Civil, Lisbonnc, 1964.

[2] ERDBAUKURS. E . T . H . - Sammlung der Vortr~is heraus$es vom Institut fiir Erdbauforschung der E .T .H. , Zurich.

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Documents

Les pressions interstitielles dans les ouvrages hydrauliques et leur fondation