Letteratura scientifica selezionata sul tema "Corrélations géotechniques"

Dans les reconnaissances de terrain pour la mise en place dans les fonds marins d'ouvrages tels que des pipelines ou des câbles de télécommunication, une combinaison de méthodes géophysiques et géotechniques est couramment utilisée pour conduire à une analyse complète du terrain. Ce travail de thèse traite des relations qui peuvent être obtenues entre les données dans des sables marins à faible profondeur. Le travail comporte des aspects expérimentaux et numériques. D'une part, une campagne d'essais en chambre d'étalonnage a été menée afin de réaliser en parallèle, dans des conditions contrôlées, des profils pénétrométriques (CPT) et des mesures "cross-hole" de vitesse d'onde. L'analyse des résultats obtenus porte sur l'influence des paramètres expérimentaux (densité, contraintes, type de matériau, degré de saturation) sur les vitesses d'ondes de compression et de cisaillement et sur la résistance de pointe pénétrométrique. Les résultats sont confrontés avec ceux d'autres études effectuées à plus grande profondeur et des corrélations sont déduites entre la vitesse d'onde de compression et la résistance de pointe. D'autre part, une modélisation numérique tridimensionnelle avec le code FLAC3D a été réalisée pour simuler l'avancement d'une charrue sur le fond marin. La force de traction nécessaire pour tirer la charrue est calculée pour des densités de sol différentes et dans des conditions drainées et non-drainées. Ensuite, les forces de traction sont reliées avec les résistances de pointe expérimentales mesurées dans les mêmes conditions et les résultats sont confrontés aux corrélations statistiques existantes
Current survey practice for the assessment of burial conditions of telecommunication cables and pipelines in the sea floor relies on a combination of both geotechnical and geophysical methods to provide a complete terrain analysis. The work of this PhD looks at the relations that can be achieved between these different data in marine sands at shallow depth. The study contains experimental and numerical aspects. Firstly, a series of calibration chamber tests were carried out in order to obtain CPT profiles and cross-hole measurements of wave speeds in well-controlled conditions. The analysis of the results focuses on the influence of the experimental parameters (density, stresses, type of material, degree of saturation) on the compressive and shear wave speeds and on the cone resistance. The results are compared with those of other studies performed at greater depth and correlations are deduced between the compressive wave speed and the cone resistance. Secondly, a 3D numerical model of a plough is created with the FLAC3D code and its progression over the sea floor is simulated. The tow force required to pull the plough is calculated for different soil densities in both drained and undrained conditions. The tow forces are then linked to the experimental cone resistances measured in the same conditions and the results are compared with existing statistical correlations

Dans le contexte actuel, l'étude géotechnique menée dans le cadre d'un projet de construction de taille courante ne comporte que peu de sondages. L'hétérogénéité du sol ne peut être convenablement appréciée et la vision très partielle du site, obtenue à l'issue des investigations, conduit à des résultats variables selon le nombre et la localisation des points de sondages. Nous présentons le développement d'une méthodologie mettant en œuvre l'utilisation combinée des essais pressiométriques, donnant une image lissée des caractéristiques mécaniques des matériaux, et des diagraphies instantanées, peu coûteuses, mesures de la réponse du sol vis à vis du processus de forage et permettant le repérage des hétérogénéités locales. Le processus développé à partir des données issues d'un site expérimental de la région bordelaise et testé sur des données réelles est basé sur l'établissement de corrélations entre paramètres pressiométriques et paramètres de forage. Le processus propose de déterminer une lithologie sous forme de log. De probabilités à l'échelle du forage conforme aux informations diagraphiques et initialisée par une coupe lithologique a priori s'appuyant sur l'expérience du sondeur ou du géotechnicien. La détermination de la distribution statistique de la portance du sol pour un site et une fondation donnés permet d'estimer le risque associé à la valeur proposée par l'ingénieur via les règles de calcul usuelles et inversement de proposer, pour un niveau de fiabilité choisi, la contrainte à prendre en compte dans le dimensionnement des fondations. Dans la continuité des résultats obtenus, nous esquissons également un mode de détermination du nombre optimal de sondages à réaliser pour un niveau de risque donné.

La caractérisation de l'état mécanique des plateformes ferroviaires (PF) est essentielle pour garantir la sécurité et la pérennité du réseau ferré. Les méthodes d'investigation géotechniques, couramment utilisées, permettent d'accéder aux paramètres mécaniques mais ne fournissent qu'un aperçu épars de l'état du milieu investigué et restent donc limitées par leur nature ponctuelle et leur faible rendement. En parallèle, les méthodes géophysiques capables d'apprécier la qualité mécanique des couches de la PF sont actuellement peu adaptées au contexte ferroviaire. Les récents développements et applications de la méthode sismique par ondes de surface dans les problématiques géotechniques et ferroviaires en font une technique d'investigation non destructive prometteuse. Une preuve de concept démontrant la faisabilité et la reproductibilité de la méthode sismique par ondes de surface pour la caractérisation des PF a donc été réalisée sur un site pilote. Cette méthode a montré qu'elle était capable de détecter des variations des propriétés mécaniques en lien avec des désordres de la plateforme. La formulation bayésienne de l'inversion a permis d'évaluer et de quantifier les incertitudes sur les résultats obtenus, offrant ainsi un outil d'aide à la décision. Les étapes d'acquisition et de traitement ont été abordées afin de proposer des outils à plus haut rendement et adaptés aux contraintes d'exploitation ferroviaire. Des techniques de mise en œuvre plus rapides, ne nécessitant pas l'étape fastidieuse d'implantation des géophones dans le sol, ont été évaluées. La comparaison d'un dispositif tracté de type landstreamer avec un dispositif classique a permis de valider son utilisation, tant sur les pistes que sur les voies. Afin d'automatiser la tâche de traitement des ondes de surface, consistant à pointer la dispersion, un outil basé sur de la segmentation d'images a été développé. La base de données utilisée pour l'apprentissage a été créée à partir de modèles de sol caractéristique des PF. Le modèle basé sur l'architecture U-Net, permet une identification précise des maxima d'énergie et une attribution des modes de propagation. Enfin, dans le but d'améliorer la complémentarité entre méthodes géophysiques et géotechniques lors de la construction des a priori et des interprétations, des tests de corrélation entre la vitesse de cisaillement et la résistance à la pénétration ont été menés. L'évaluation des lois de passage issues de la bibliographie a ainsi permis de faire le lien entre la méthode sismique par ondes de surface et les outils conventionnels de caractérisation des PF
Characterizing the mechanical properties of railway trackbeds (RT) is essential to ensure the safety and durability of the rail network. Currently, the geotechnical investigation methods used provide access to the mechanical parameters of the RT and the shallow railway earthwork (RE), but they only offer a scattered overview of the state of the medium being investigated, and are therefore limited by their ad hoc nature and low efficiency. Geophysical methods capable of conducting a mechanical diagnosis of the RT are, as of now, poorly adapted to the railway context. However, recent developments and applications of the seismic surface-wave method to geotechnical problems and the railway context make it a promising non-destructive investigation technique. A proof of concept was thus conducted at a pilot site, demonstrating the feasibility and reproducibility of the surface-wave method for characterizing RE. The method proved capable of detecting variations in mechanical properties associated with RT issues. The Bayesian formulation of the inversion allowed for the assessment and quantification of uncertainties in the proposed results, thereby offering a valuable decision-making tool. The acquisition and processing stages were addressed in order to propose more efficient tools. Faster implementation techniques that reduce the time-consuming step of installing geophones in the ground were evaluated. The comparison of a towed setup, such as a landstreamer, with a conventional setup was used to validate its application in a railway context, both on the cess and the track. A tool based on artificial intelligence algorithms, specifically image segmentation algorithms, was developed to automate the task of surface-wave dispersion picking. The database used for training was created from wavefield modeling in a soil model characteristic of RT. The developed U-Net architecture enables precise identification of energy maxima and assignment of propagation modes. Lastly, to enhance the complementarity between geophysical and geotechnical methods when constructing and interpreting a priori, correlation tests between shear-wave velocity and cone resistance were conducted. The evaluation of laws from the literature facilitated the link between the seismic surface-wave method and conventional RE characterization tools

Une des méthodes les plus populaires et largement utilisée pour l’amélioration des sols compressibles est la technique d'inclusions rigides verticales qui constitue une alternative intéressante aux techniques plus traditionnelles telles que le pré-chargement, la mise en place de drains verticaux, le remplacement du sol en place, etc.Le Projet National ASIRI (Amélioration du Sol par Inclusions Rigides) a permis d’apporter des réponses sur le comportement de cette technique de renforcement et d’établir des recommandations de dimensionnement et de réalisation. Celui-ci comprend un volet expérimental (expérimentations en vraie grandeur, modèles physiques réduits à 1g, études en chambre d’étalonnage) et un volet numérique. Cependant, les recommandations publiées par ASIRI sont limitées aux cas de chargement monotone. Pourtant, différents cas de structures sous chargement cyclique sont couramment rencontrés dans la pratique: chargement des vagues sur les structures offshore, force du vent, charge sismique, la charge de trafic, remplissage et vidange de réservoirs, chargement et déchargement des zones de stockage… Cela nécessite alors de comprendre le comportement sous chargement cyclique et/ou dynamique de ces ouvrages.Ce travail de thèse constitue une contribution à la compréhension du comportement de ce type d’ouvrage, et s’intéresse plus particulièrement à la modélisation des mécanismes qui se développent dans le matelas de transfert de charge lors d’un chargement cyclique vertical quasi-statique. Il se fait suivant deux approches complémentaires : Expérimentale : par des essais sur un nouveau modèle physique réduit tridimensionnel à 1g et à l’échelle 1/10ème, Numérique : par la modélisation numérique tridimensionnelle en milieu continu utilisant le logiciel FLAC3D.Dans un premier temps, le travail expérimental réalisé nous a permis d’étudier le comportement de cette technique de renforcement sous chargement monotone et cyclique mettant en œuvre la méthode de corrélations d’images. La modélisation physique réalisée nous a permis d’étudier l’influence de l’épaisseur de la plateforme de transfert de charge granulaire et des conditions aux limites (cas remblai/cas dallage).Dans un deuxième temps, les résultats expérimentaux nous ont servi comme une base de données pour la validation d’un modèle numérique en milieu continu. La première étape de la modélisation numérique consiste à valider un modèle numérique à la même échelle réduite du modèle physique. La validation de l’approche de modélisation numérique à échelle réduite nous a permis, dans une deuxième étape, de réaliser une étude paramétrique afin de déterminer l’influence des différents paramètres sur le comportement du système
One of the most popular and widely used methods for soft soil improvement is the reinforcement using vertical rigid inclusions. It constitutes an interesting alternative to the other traditional techniques such as preloading, vertical drains, replacing soil etc...The national French project ASIRI (Amélioration du Sol par Inclusions Rigides) allowed to provide answers about the behavior of this technique and to establish recommendations for design and construction. It included an experimental part (full-scale, 1g physical model experiments and calibration chamber studies) and a numerical part. However, the recommendations established by ASIRI are limited to the case of monotonic loading. Yet, various cases of structures under cyclic loading are commonly encountered in practice: waves loading on offshore structures, wind strength, seismic load, traffic load, filling and emptying of tanks, loading and unloading of storage areas... This then requires the understanding of the behavior of this technique under cyclic and/or dynamic loading.The work done in this thesis constitutes a contribution to understanding the behavior of this type of structures, and is particularly interested in modeling the mechanisms that develop in the load transfer mattress under a quasi-static vertical cyclic loading . Two complementary approaches have been followed: Experimental: by performing experimental tests using a new 1g tridimensional physical model with a scale factor of 1/10, Numerical: by performing numerical tridimensional simulations in a continuous media using the software FLAC3D.At first, the experimental work has allowed us to study the behavior of this reinforcement technique under monotonic and cyclic loading implementing the digital image correlation method. A parametric study performed with the physical modeling allowed us to study the influence of the granular load transfer platform (LTP) and the boundary conditions (presence of a rigid slab at the surface of the LTP).Secondly, the experimental results have served as a database for the validation of a numerical model in continuous medium. The first step of the numerical modeling is to validate a numerical model at the same reduced scale of the physical model. The validation of the numerical modeling approach at the reduced scale allowed us in a second step to perform a parametric study in order to determine the influence of different parameters on the behavior of the system

Cette étude expérimentale traite la localisation des déformations sur un grès poreux: le grès de Vosges. Un nombre des essais triaxiaux sont effectués sous des pressions de confinement (i.e., 20 MPa - 190 MPa) et des déformations axiales différentes pour mieux comprendre la réponse mécanique de ce grès. La localisation des déformations a été étudiée dans des différentes échelles en appliquant une variation de mesures de champs (full-field methods) comme la Tomographie Ultrasonore (en 2D), les Emissions Acoustiques (en 3D), les Rayons X (en 3D), et la Corrélation des Images (en 3D). Les méthodes expérimentales ont été appliquées avant, pendant et après les essais triaxiaux. Des coupes fine ont été observées sous le microscope optique et électronique (SEM). La combinaison des multiples techniques expérimentales, qui ont des différentes sensitivités et résolutions, a décrit la procédure de la formation et l'évolution des bands de déformation observées sur le grès de Vosges. Des bandes de cisaillement ont été formées sous des pressions intermédiaires et des bandes de compaction sous des pressions élevées. Des bandes de compactions pure n'ont pas été observées.Les bandes de déformations observées se sont caractérisées comme des zones de déformation de cisaillement localisée et/ou de compaction. En plus, elles se sont caractérisées comme des structures de fable vitesse ultrasonore, des places d'origine des fissures inter- ou intra- granulaires, et des places des densités de matériel élevées.Deux mécanismes principales ont été observées au niveau de grain dans les bandes de cisaillement et de bandes de compaction (shear-enhanced compaction bands): d'un cote c'est la fissuration des grains (endommagement) et de l'autre cote c'est la réduction de porosité (sur la forme de compaction). Les deux mécanismes i présent différences sur leurs proportions et leur ordre d'occurrence dans le temps.

Cette étude expérimentale traite la localisation des déformations sur un grès poreux: le grès de Vosges. Un nombre des essais triaxiaux sont effectués sous des pressions de confinement (i.e., 20 MPa - 190 MPa) et des déformations axiales différentes pour mieux comprendre la réponse mécanique de ce grès. La localisation des déformations a été étudiée dans des différentes échelles en appliquant une variation de mesures de champs (full-field methods) comme la Tomographie Ultrasonore (en 2D), les Emissions Acoustiques (en 3D), les Rayons X (en 3D), et la Corrélation des Images (en 3D). Les méthodes expérimentales ont été appliquées avant, pendant et après les essais triaxiaux. Des coupes fine ont été observées sous le microscope optique et électronique (SEM). La combinaison des multiples techniques expérimentales, qui ont des différentes sensitivités et résolutions, a décrit la procédure de la formation et l’évolution des bands de déformation observées sur le grès de Vosges. Des bandes de cisaillement ont été formées sous des pressions intermédiaires et des bandes de compaction sous des pressions élevées. Des bandes de compactions pure n’ont pas été observées.Les bandes de déformations observées se sont caractérisées comme des zones de déformation de cisaillement localisée et/ou de compaction. En plus, elles se sont caractérisées comme des structures de fable vitesse ultrasonore, des places d’origine des fissures inter- ou intra- granulaires, et des places des densités de matériel élevées.Deux mécanismes principales ont été observées au niveau de grain dans les bandes de cisaillement et de bandes de compaction (shear-enhanced compaction bands): d’un cote c’est la fissuration des grains (endommagement) et de l’autre cote c’est la réduction de porosité (sur la forme de compaction). Les deux mécanismes i présent différences sur leurs proportions et leur ordre d’occurrence dans le temps
This PhD thesis presents a laboratory study aiming at a better understanding of the stress-strain response of the Vosges sandstone (porous rock) tested at a range of confining pressures (i.e., 20-190 MPa) and different axial strain levels. Localised deformation was captured at different scales by a combination of full-field experimental methods, including Ultrasonic Tomography (2D), Acoustic Emissions (3D), X-ray Tomography (3D), and 3D volumetric Digital Image Correlation, plus thin section and Scanning Electron Microscope observations (2D). These experimental methods were performed before, during and after a number of triaxial compression tests. The combined use of the experimental techniques, which have different sensitivity and resolution, described the processes of shear band and shear-enhanced compaction band generation, which formed at low to intermediate and relatively high confining pressures, respectively. Pure compaction bands were not identified. The deformation bands were characterised as zones of localised shear and/or volumetric strain and were captured by the experimental methods as features of low ultrasonic velocities, places of inter- and intra-granular cracking and structures of higher density material. The two main grain-scale mechanisms: grain breakage (damage) and porosity reduction (compaction) were identified in both shear band and shear-enhanced compaction band formation, which presented differences in the proportions of the mechanism and their order of occurrence in time