Test non consolidé non drainé (UU)

Pour le test UU, les éprouvettes (supposées saturées avant le test) sont soumises à une pression de fluide de confinement dans une chambre triaxiale. Une fois que l'échantillon se trouve à l'intérieur de la cellule triaxiale, la pression de la cellule est augmentée jusqu'à une valeur prédéterminée en tournant le bouton de l'unité à pression constante, et l'échantillon est amené à la rupture en augmentant la contrainte verticale en appliquant un taux constant de déformation axiale. Puisque la saturation et la consolidation n’existent pas dans cette méthode, la structure originale et la teneur en eau de l’échantillon restent intactes. Les pressions interstitielles et les contre-pressions ne sont pas mesurées lors de cet essai et les résultats ne peuvent donc être interprétés qu'en termes de contrainte totale sur une pression de confinement (contrainte).

Ces essais sont généralement réalisés sur trois éprouvettes d'un même échantillon soumises à des contraintes de confinement différentes.

Puisque tous les échantillons sont censés être saturés, la résistance au cisaillement est similaire pour tous les tests.

Les résultats du test sont tracés sous forme de courbes de différence entre les contraintes principales et la déformation. Pour les conditions de différence de contrainte principale maximale (considérée comme une rupture), les cercles de Mohr sont tracés en termes de contrainte totale. La résistance moyenne au cisaillement non drainé est enregistrée et l'enveloppe de rupture (Mohr) est tracée tangentiellement aux cercles de Mohr afin de trouver « l'intersection de cohésion non drainée » et « l'angle de résistance au cisaillement » non drainé.

Test consolidé non drainé (CU) et test consolidé drainé (CD)

Les paramètres de résistance effective maximale (c' et φ') peuvent être déterminés soit à partir des résultats d'essais de compression triaxiale consolidée non drainée (CU) avec mesure de la pression interstitielle, soit à partir d'essais de compression triaxiale consolidée drainée (CD). Les essais de compression triaxiale consolidés non drainés/drainés sont normalement réalisés en plusieurs étapes, impliquant la saturation, la consolidation et le cisaillement successifs de chacune des trois éprouvettes.

La saturation est effectuée afin de garantir que le fluide interstitiel de l'échantillon ne contient pas d'air libre. La saturation est normalement effectuée en laissant les échantillons soumis à une contre-pression élevée afin que l'air présent dans les pores soit dissous dans l'eau. La contre-pression (qui est simplement une pression interstitielle imposée) est appliquée via une jauge de changement de volume au sommet de l'échantillon, tandis qu'une pression cellulaire de valeur légèrement supérieure est également appliquée. La pression des cellules et la contre-pression sont normalement augmentées par incréments, ce qui laisse le temps d'égaliser à chaque étape. Le degré de saturation peut être exprimé en termes de paramètre de pression interstitielle de Skempton (Skempton, 1954) :

Où Δu est égal au changement de pression interstitielle pour un changement de pression cellulaire appliqué de Δ σ3. Pour un sol idéalement saturé, B est égal à 1. Il est recommandé par plusieurs méthodes d'essais standards qu'une valeur de B supérieure ou égale à 0,95 doit être atteinte avant que l'éprouvette puisse être considérée comme complètement saturée et que l'étape de consolidation puisse commencer.

L’étape de consolidation d’un essai triaxial de contrainte efficace est réalisée pour deux raisons. Tout d'abord, trois éprouvettes sont testées et consolidées à trois pressions effectives différentes, afin d'obtenir des éprouvettes de résistances différentes qui produiront des cercles de Mohr de contrainte effective largement espacés. Deuxièmement, les résultats de la consolidation sont utilisés pour déterminer le temps minimum jusqu'à la rupture lors de l'étape de cisaillement.

Les pressions de consolidation effectives (c'est-à-dire la pression des cellules moins la contre-pression) seront normalement augmentées d'un facteur deux entre chaque éprouvette, la pression moyenne se rapprochant de la contrainte verticale effective dans le sol. Lorsque la pression de la cellule de consolidation et la contre-pression sont appliquées à l'échantillon, les lectures du changement de volume sont effectuées à l'aide d'un dispositif de changement de volume dans la conduite de contre-pression. La pression interstitielle est mesurée à la base de l'échantillon, le drainage vers la conduite de contre-pression s'effectuant à travers une pierre poreuse recouvrant le dessus de l'échantillon.

Le coefficient de consolidation de l'argile peut être déterminé en traçant la variation de volume en fonction de la racine carrée du temps. Des considérations théoriques indiquent que les premiers 50 % de perte de volume lors de la consolidation devraient apparaître sous forme de ligne droite sur ce tracé. Cette ligne droite est prolongée vers le bas pour couper la ligne horizontale représentant 100 % de consolidation, et l'ordonnée à l'origine temporelle à ce stade (appelée « t » par Bishop et Henkel) 100 peut être utilisée pour obtenir le coefficient de consolidation.

Test consolidé non drainé (CU) :

Une fois la consolidation terminée, l'échantillon doit être isolé de la contre-pression et du taux de mouvement vertical du plateau de la machine de compression en fonction du résultat de la consolidation. Pendant la phase de cisaillement, la contrainte verticale est augmentée par le vérin de chargement et des mesures sont effectuées à intervalles réguliers de la déformation, de la charge du vérin et de la pression interstitielle. Celles-ci sont converties en graphiques de différence de contrainte principale (σ1-σ3) et de pression interstitielle en fonction de la déformation, et la rupture est normalement considérée comme le point de différence de contrainte principale maximale. Les cercles de Mohr de contrainte effective sont tracés pour les conditions de rupture des trois éprouvettes qui ont été soumises à différents niveaux de consolidation, et la pente et l'intersection d'une ligne droite tracée tangentiellement à ces cercles définissent les paramètres de résistance effective c' et φ'.

Test de drainage consolidé (CD) :

L'essai de compression triaxiale consolidé drainé, avec mesure du changement de volume pendant le cisaillement, est effectué dans une séquence similaire à l'essai consolidé non drainé, mais pendant le cisaillement, la contre-pression reste connectée à l'éprouvette qui est chargée suffisamment lentement pour éviter le développement de pressions interstitielles excessives. .

On peut s’attendre à ce que l’étape de cisaillement d’un essai triaxial drainé dure entre 7 et 15 fois plus longue que celle d’un essai non drainé avec mesure de la pression interstitielle.

Une fois le cisaillement terminé, les résultats sont présentés sous forme de graphiques de différence de contrainte principale et de changement de volume en fonction de la déformation, et les cercles de Mohr de rupture sont tracés pour donner l'enveloppe de rupture drainée définie par les paramètres cd' et φd' .

L'équipement Triaxial CD-CU-UU est contrôlé par ordinateur, les valeurs de test peuvent être transférées vers un ordinateur et le traitement des données peut être effectué avec le logiciel Triaxial sur le système d'exploitation Windows. Toutes les données peuvent être utilisées sur les programmes Excel.

Les données de charge et les données de déplacement axial sont transférées et enregistrées via l'unité de commande UTouch vers le logiciel.

Trois données de pression (pression cellulaire, contre-pression et pression interstitielle) provenant des cellules triaxiales et des données de changement de volume transférées et enregistrées via l'unité d'interface à 4 canaux pour l'acquisition de données (UTCU-0020) vers le logiciel.

** Peut être nécessaire pour un diamètre de 70 à 100 mm. échantillons à haute résistance.

*** Choisissez la cellule adaptée à la taille de l'échantillon (UTS-2400 : échantillons de 38 à 50 mm de diamètre / UTS-2401 : échantillons de 70 à 100 mm de diamètre). Pour les cellules et les accessoires de cellules, voir la page « Cellules triaxiales, accessoires de cellules et préparation des échantillons ».

Appareil en option qui doit être commandé séparément pour la désaération de l'eau, voir la page des systèmes de désaération de l'eau ».