Assessment of shear modulus for granular soils, with small- to large-strain moduli correlations

Une estimation correcte du module de cisaillement (G) des sols constitue une partie fondamentale de l’analyse de la réponse dynamique des sols, des interactions sismiques sol- structure, et du potentiel de liquéfaction du sol. Le module de cisaillement à petites déformations (Go) peut être systématiquement obtenu à partir de mesures en laboratoire des vitesses des ondes de cisaillement (Vs), car la rigidité élastique du sol est directement liée à sa vitesse de propagation des ondes de cisaillement. Cependant, les mesures du module de cisaillement sur une large gamme de déformations de cisaillement nécessitent des d’appareils spécialisés. Dans la présente étude, des corrélations entre le Go et le module contraint de l’oedomètre (Moedo) à de grandes déformations ont été établies. Pour établir ces corrélations, des Vs de 22 sols granulaires de diverses caractéristiques physiques ont été mesurés expérimentalement en utilisant la méthode P-RAT incorpore dans la cellule oedométrique conventionnelle. Pour chaque échantillon testé, l’évolution de Moedo avec la densité relative (Id), ainsi que l’indice des vides (e), ont été enregistrées. Ensuite, les tendances Vs et Moedo /Go obtenues ont été corrélées aux paramètres physiques des sols granulaires testés avec le développement de e et Id. Une application pratique en génie géotechnique a également été évaluée. Sur la base des corrélations proposées, les ingénieurs en géotechniques peuvent facilement estimer le tassement in-situ à partir des valeurs de Moedo et Id prédites à l’aide de mesures in situ simples. De plus, en tant qu’étape importante vers une modélisation plus précise du comportement de déformation du sol, une relation entre Vs et d’autres paramètres géotechniques des sols en enrochement à grandes déformations a été étudiée en vue d’une modélisation plus précise du comportement des structures en terre. Quatre échantillons d’enrochement de différentes gradations, extraits des matériaux d’enrochement utilisés dans la construction du barrage de la Romaine II, ont été expérimentés pour corréler Vs au module initial de Duncan-Chang (Ei). Des simulations numériques utilisant la méthode des différences finies (FDM) bidimensionnelles (2D) ont été effectuées sur la base du modèle hyperbolique de Duncan-Chang pour valider les corrélations obtenues. Sur la base des données expérimentales et numériques, une relation entre Ei et Vs des échantillons d’enrochement testés a été établie. Des études de validation ont également été menées sur des mesures in situ, montrant la capacité des relations proposées à prédire efficacement Ei liée à la contrainte principale mineure (  3) de la mesure Vs in situ. En outre, comme les résultats du RC ont montré une incompatibilité avec d'autres appareils, des simulations de différences finies (FD) tridimensionnelles (3D) du test RC ont été utilisées pour examiner l'influence de certaines sources d'erreur sur les résultats RC tels que la masse motrice, la géométrie de l’échantillon, le mode de vibrations et les conditions aux limites sur les résultats des tests RC. Les résultats ont montré que la fixation de l’instrumentation sur l’échantillon est le facteur principal contribuant à l’erreur dans l’estimation des caractéristiques dynamiques du sol. Enfin, quatre techniques ont été utilisées pour estimer avec précision le module de cisaillement du sable avec différents niveaux de déformation : la colonne résonante (RC), la technique des anneaux piézoélectrique (P-RAT), le cisaillement simple triaxial (TxSS), et test de cisaillement simple direct (DSS). Les résultats montrent que le RC a surestimé les valeurs de Go par rapport au P-RAT en particulier à l'état lâche en raison du comportement non uniforme du sol. Basé sur un modèle SIG-4 à fonction sigmoïde; la réponse cyclique du sol a été modélise sur une large gamme de déformation basée sur les résultats de TxSS.

Name thesis:degree_name

Ph. D.

Level thesis:degree_level

Doctorat

Discipline thesis:degree_discipline

Génie civil

Grantor dc:publisher

Université de Sherbrooke

Year dc:date.issued

2021

Author dc:creator

• Lashin, Ibrahim

Advisor dc:contributor.advisor

• Karray, Mourad

• Resonant column
• Piezoelectric ring-actuator technique
• Triaxial simple shear
• Direct simple shear
• Shear wave velocity
• Shear modulus
• Finite differences
• Deformation modulus
• Duncan-Chang model
• Colonne résonante
• Technique d'actionneur piézoélectrique en anneau
• Cisaillement simple triaxial
• Cisaillement simple direct
• Vitesse des ondes de cisaillement
• Module de cisaillement
• Différences finies
• Module de déformation
• Modèle Duncan-Chang

Language dc:language.iso

en

Handle dc:identifier.uri

http://hdl.handle.net/11143/18260

OAI identifier oai:identifier

oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/18260