Abstract
Soil drying and subsequent cracking is a critical issue in geoenvironmental engineering that is becoming increasingly important nowadays with the global warming. In fact, cracking increases the permeability of the soil and affects its strength, thus hindering the overall stability of the relevant structure in many applications such as clay liners, natural slopes, embankments, and engineered barriers for nuclear waste disposal. To prevent or assess damage caused by soil drying, the processes involved and the physical laws behind it must be discovered. The objective of this presentation is to reveal these processes through experimental and numerical investigations for fine-grained soil drying at the micro, me so and macro scales and to improve our understanding of the hydro-mechanical behaviour of unsaturated soils. The results of desiccation tests showed that macroscopic cracking is possible in the presence of boundary constraints and/or a moisture gradient inducing tensile stress accumulation. Based on triaxial tensile tests, a new tensile failure criterion has been proposed, which can predict the onset of cracks. Discrete element models of soil drying were then used to simulate the propagation of cracks and the related challenges. Finally, mesoscale experiments with the drying of model clusters of smooth glass grains revealed new features of air entry mechanisms which explain the stress concentration inducing cracking.
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Résumé
Une classification géomécanique des géomatériaux de fondations ferroviaires a été proposée par l'auteur en couplant la rigidité (module résilient) et le comportement de déformation permanente évalués au moyen d'essais de chargement triaxiaux à chargements répétés(1). Dans cette communication, l'influence de l'état non saturé de ces géomatériaux sera discutée et comment il peut être pris en compte dans cette classification. Ceci est une tentative d'améliorer l'évaluation et la modélisation des fondations de voies ferrées.
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Résumé
Construire durable nécessite l’utilisation de matériaux de construction à faible impact environnemental et bas carbone. La terre crue constitue une alternative comme matériau de construction peu énergivore en termes d’énergie grise, présentant des performances remarquables en termes de propriétés mécaniques et aussi de confort thermique et hygrométrique. Il existe différents facteurs permettant d’atteindre les objectifs en termes de performances hydro-mécaniques et hygro-thermiques, comme le renforcement de la terre crue à l’aide de fibres végétales, ou encore le traitement à l’aide de polymères bio-sourcés. Cependant, des pathologies peuvent apparaitre, telles que la fissuration induite par la dessiccation. Ces pathologies constituent souvent un frein à la diffusion de la construction en terre à grande échelle. Des techniques permettent aujourd’hui de quantifier ce phénomène et des pistes préventives et curatives sont explorées.
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