La vitesse de propagation des ondes de cisaillement dans les argiles de l’Est du Canada: mesures et corrélations

Résumé

Le module de cisaillement sous très petites déformations, Gmax, est le paramètre physique principalement en cause lors de la caractérisation de sols sollicités en cisaillement dans plusieurs applications géotechniques. Ce module est par ailleurs lié à la vitesse de propagation des ondes de cisaillement uniquement via la masse volumique du milieu. D'un autre côté, le paramètre Vs gagne de plus en plus de popularité. En effet, il s'agit d’un paramètre principalement requis pour procéder à l’analyse de la réponse dynamique des sols et les codes de construction exigent de plus en plus de caractériser un site à l'égard de son potentiel de liquéfaction. En plus, les développements des dernières années ont rendu disponibles différentes méthodes pour mesurer la vitesse des ondes de cisaillement in situ et en laboratoire. Les méthodes in situ paraissent intéressantes d'un point de vue économique, notamment celles basées sur les ondes de surface, tandis que les techniques en laboratoire permettent de caractériser des sols en termes de Vs et de quantifier les effets de divers paramètres sur Vs. Les facteurs précédents contribuent à rendre intéressante l'utilisation de Vs pour fins de caractérisation des sols. Le présent projet doctoral porte ainsi sur la mesure de vitesse des ondes de cisaillement en laboratoire au moyen de la technique P-RAT (Piezoelectric ring-actuator technique) et le développement de corrélations entre Vs et les propriétés géotechniques des sols testés. La robustesse de P-RAT et la performance de la méthode d’interprétation pour caractériser les sols cohérents dans le domaine élastique (γ < 10-3 %) ont été évaluées au moyen de deux séries d’essais réalisés aux laboratoires de l’UdeS et de l’ÉTS sur des matériaux similaires. Ceci promeut l’utilisation de P-RAT dans d’autres appareils ou laboratoires géotechniques. Des séries d’essais de consolidation ont été effectuées sur des spécimens provenant de différents dépôts de l’argile de l’Est du Canada. Des corrélations empiriques ont été ensuite établies entre la vitesse des ondes de cisaillement et les paramètres géotechniques plus usuels comme l’indice des vides, la contrainte effective verticale et le degré de surconsolidation. De nombreuses corrélations ont été proposées pour calculer la rigidité sous très petites déformations et donc Vs. Ces corrélations ont été compilées et regroupées sous différentes formes générales en se basant sur les propriétés géotechniques utilisées pour les établir. L’application de ces corrélations aux différents dépôts de l’argile de l’Est du Canada révèle des écarts entre des valeurs de Vs1 selon le coefficient K0. La dispersion entre Vs1MAX et Vs1Min prédite par différentes formes de corrélations et même par des corrélations qui ont la même forme générale a été également calculée pour chaque site étudié. L’applicabilité des corrélations existantes pour l’argile de l’Est du Canada a été évaluée en comparant les valeurs de Vs1 obtenues en se basant sur les corrélations de P-RAT à celles prédites par les corrélations publiées. Les corrélations établies à partir de P-RAT permettent de prédire Vs pour l’argile de l’Est du Canada et de valoriser l’utilisation de Vs pour fins de caractérisation géotechnique.

Date	27 avr. 2023
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Yannic A. Éthier (Directeur(-trice)) & Jean-Sébastien Dubé (Codirecteur(-trice))