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Theses Year : 2009

Analysis of the process of swelling and shrinkage of clay soils subjected to wetting-drying cycles

Analyse des processus de retrait-gonflement de sols argileux en réponse à des sollicitations hydriques cycliques : rôle de la microstructure

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Abstract

The results highlight a difference in swell-shrink behaviour between the two studied soils and stress the importance of the presence and the nature of clay minerals and the microstructure of the soil on the swelling and shrinkage phenomenon as well as on the accompanying microstructural transformations. They also reveal the role played by carbonates, cementation and initial conditions on intact or remoulded soils during moisture changes. Finally, the influence on the hydromechanical behaviour of wetting-drying cycles was analysed. The experimental results show that during the successive wetting-drying cycles, while the soil samples show an increase in the cumulative swelling deformation, a stabilization of swell strain of each cycle is reached at the end of the third or fourth cycle. These results are compatible with a reorganization of the microstructure as highlighted by the microstructural (SEM, porosimetry) analysis.
La présence de plusieurs formations argileuses affleurantes ou sub-affleurantes en région parisienne classe cette région parmi les plus vulnérables au phénomène de retrait-gonflement. Deux formations sont plus particulièrement concernées : les Argiles vertes de Romainville et les Marnes bleues d'Argenteuil. Ce mémoire est consacré à l'étude du comportement du retrait-gonflement de ces sols à partir d'une analyse menée au laboratoire, des caractéristiques minéralogiques, microstructurales, géotechniques et hydromécaniques. Les résultats obtenus mettent en évidence une différence de comportement entre les deux sols étudiés et soulignent l'importance de la présence et de la nature des minéraux argileux et de la texture du sol, sur le phénomène de retrait-gonflement et sur les transformations microstructurales qui en découlent. Ils montrent aussi le rôle joué par les carbonates, la cimentation et les conditions initiales sur les sols intacts ou remaniés lors des échanges hydriques. Enfin, l'influence des cycles de séchage/humidification sur le comportement hydromécanique des sols étudiés a été analysée. Les résultats montrent qu'au cours des cycles successifs de sollicitations hydriques, alors que les échantillons de sol présentent une augmentation du taux de gonflement cumulé, une stabilisation des déformations de chacun des cycles est atteinte au bout du troisième ou quatrième cycle. Ces résultats sont en relation avec une réorganisation de la microstructure mise en évidence par l'analyse microstructurale (MEB, porosimétrie).
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Dates and versions

pastel-00005865 , version 1 (12-03-2010)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00005865 , version 1

Cite

Zemenu Geremew Yigzaw. Analyse des processus de retrait-gonflement de sols argileux en réponse à des sollicitations hydriques cycliques : rôle de la microstructure. Planète et Univers [physics]. École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2009. Français. ⟨NNT : 2009ENMP1668⟩. ⟨pastel-00005865⟩
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