Modélisation de l'infiltration dans les sols fins compactés PDF Download
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Afin d'étudier l'intégration des écoulements préférentiels à travers les macropores observés dans les sols fins compactés, 3 approches de modélisation différentes sont développées. La première est celle d'un milieu homogène dont les propriétés hydrodynamiques sont décrites par la formulation de Van Genuchten & Mualem. La deuxième est basée sur le concept de la double porosité où la matrice du sol et les macropores sont traités comme deux domaines d'écoulement présentant des propriétés hydrauliques différentes, et un terme d'échange décrit leur interaction. La troisième suppose que la distribution dimensionnelle de la porosité du sol et par conséquent, les courbes de rétention et de conductivité hydraulique suivent des lois bimodales également décrites par la formulation de Van Genuchten & Mualem. Pour chacune de ces approches, un modèle direct simulant l'infiltration verticale et une procédure d'identification des paramètres par la méthode inverse sont présentés. Les résultats des simulations d'essais d'infiltration au laboratoire sont confrontés aux données expérimentales. Il en ressort que le concept de la double porosité, bien qu'il fournisse une description plus réaliste du processus d'infiltration dans les sols macroporeux, montre ses limites d'applicabilité étant donné que l'estimation de ses paramètres s'avère complexe. Les approches plus pragmatiques, basées sur l'intégration de l'effet hydraulique des macropores dans les propriétés hydrodynamiques du sol à travers les lois unimodale et bimodale, se sont montrées plus intéressantes. Les résultats de l'estimation des paramètres pour ces 2 approches, suggèrent que la distribution dimensionnelle des pores dans les sols fins compactés, varie entre les lois unimodale et bimodale et ce, en fonction de la teneur en eau et du mode de compactage.
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Afin d'étudier l'intégration des écoulements préférentiels à travers les macropores observés dans les sols fins compactés, 3 approches de modélisation différentes sont développées. La première est celle d'un milieu homogène dont les propriétés hydrodynamiques sont décrites par la formulation de Van Genuchten & Mualem. La deuxième est basée sur le concept de la double porosité où la matrice du sol et les macropores sont traités comme deux domaines d'écoulement présentant des propriétés hydrauliques différentes, et un terme d'échange décrit leur interaction. La troisième suppose que la distribution dimensionnelle de la porosité du sol et par conséquent, les courbes de rétention et de conductivité hydraulique suivent des lois bimodales également décrites par la formulation de Van Genuchten & Mualem. Pour chacune de ces approches, un modèle direct simulant l'infiltration verticale et une procédure d'identification des paramètres par la méthode inverse sont présentés. Les résultats des simulations d'essais d'infiltration au laboratoire sont confrontés aux données expérimentales. Il en ressort que le concept de la double porosité, bien qu'il fournisse une description plus réaliste du processus d'infiltration dans les sols macroporeux, montre ses limites d'applicabilité étant donné que l'estimation de ses paramètres s'avère complexe. Les approches plus pragmatiques, basées sur l'intégration de l'effet hydraulique des macropores dans les propriétés hydrodynamiques du sol à travers les lois unimodale et bimodale, se sont montrées plus intéressantes. Les résultats de l'estimation des paramètres pour ces 2 approches, suggèrent que la distribution dimensionnelle des pores dans les sols fins compactés, varie entre les lois unimodale et bimodale et ce, en fonction de la teneur en eau et du mode de compactage.
Author: José Fernando Thome Jucá Publisher: Taylor & Francis US ISBN: 9789058093721 Category : Science Languages : en Pages : 454
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Unsaturated materials comprise residua, collapsible and expansive naturally occurring soils, compacted soils and, more recently, residues of solid wastes. The engineering problems associated with unsaturated materials range from those related to conventional geotechnical works (e.g. foundations, pavements, slopes and excavations, retaining structures, earthdams, irrigation canals, tunnelling, compacted embankments) to those included in the environmental area (e.g. natural slope instability, erosion and subsidence processes, tailings, residues or solid waste disposal, contaminant transport, remediation of contaminant sites, engineered barriers for environmental protection, re-use of residues). This book, published in three separate volumes, comprises a selection of selected and invited papers presented at the Third International Conference on Unsaturated Soils – UNSAT ‘2002 – that took place in Recife, Brazil, form 10th to 13th March 2002. The book is of interest to consultants, researchers, practitioners, lecturers and students with a background in geotechnical engineering, environmental engineering and engineering geology.
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PREDIRE LA VITESSE D'ECOULEMENT DES EAUX POLLUEES PROVENANT DES DECHETS STOCKES DANS LES DECHARGES EST NECESSAIRE POUR EVALUER LES RISQUES DE CONTAMINATION DE LA NAPPE PHREATIQUE. PAR AILLEURS, L'ETUDE DES RISQUES D'INONDATION APRES UNE PERIODE PLUVIALE NECESSITE LA QUANTIFICATION DES FLUX D'EAU INFILTRES DANS LES SOLS NATURELS. CECI EXIGE LA CONNAISSANCE DES PROPRIETES HYDRODYNAMIQUES DU SOL A L'ETAT PARTIELLEMENT SATURE. CE TRAVAIL S'INTERESSE A L'INFILTRATION DANS LES SOLS FINS NON SATURES, INTACTS ET COMPACTES, AU LABORATOIRE ET IN SITU. UN DISPOSITIF DE MESURE EN REGIME TRANSITOIRE DE LA CONDUCTIVITE HYDRAULIQUE EST MIS AU POINT ET DEVELOPPE AU LABORATOIRE. IL PERMET D'UTILISER LA METHODE DES PROFILS INSTANTANES PAR DES MINI-TENSIOMETRES. LES RESULTATS ONT MONTRE QUE SUR LES ECHANTILLONS COMPACTES, L'AUGMENTATION DE LA TENEUR EN EAU INITIALE DU SOL N'INFLUENCE PAS DE FACON SIGNIFICATIVE LA RELATION ENTRE SA CONDUCTIVITE HYDRAULIQUE ET SA SUCCION. TOUTEFOIS, ELLE REDUIT LA VITESSE D'INFILTRATION AINSI QUE L'AVANCEMENT DU FRONT D'HUMIDIFICATION. PAR AILLEURS, L'AUGMENTATION DE LA DENSITE DU SOL REDUIT SA CONDUCTIVITE HYDRAULIQUE POUR DES FAIBLES VALEURS DE SUCCION. LES CHEMINS D'ECOULEMENT PREFERENTIELS, CREES DANS LES EPROUVETTES COMPACTEES DYNAMIQUEMENT, ONT ETE ANALYSES A L'AIDE D'UN TRACEUR. UN SYSTEME DE TRAITEMENT D'IMAGES A PERMIS DE QUANTIFIER LES PARAMETRES INFLUENCANT CE TYPE D'ECOULEMENT. LE PERMEAMETRE DE GUELPH A ETE UTILISE DANS DES CAMPAGNES D'ETUDE IN SITU ET AU LABORATOIRE. IL A ETE MODIFIE ET ADAPTE AUX SOLS FINS TRES PEU PERMEABLES. LES VALEURS DE COEFFICIENT DE CONDUCTIVITE HYDRAULIQUE SONT PLUS PETITES AU LABORATOIRE QUE IN SITU. EN PARALLELE, LES RESULTATS OBTENUS EXPERIMENTALEMENT ONT ETE COMPARES A CEUX PREDITS PAR DIFFERENTS MODELES ANALYTIQUES ; LA COURBE DE RETENTION EST TRES BIEN AJUSTEE PAR LE MODELE DE FREDLUND ET XING, PAR CONTRE LA CONDUCTIVITE OBTENUE PAR CE MODELE SOUS-ESTIME LES VALEURS EXPERIMENTALES
Author: Alessandro Tarantino Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1402088191 Category : Science Languages : en Pages : 214
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This volume details recent global advances in laboratory and field testing of unsaturated soils. Coverage includes mechanical, hydraulic, and geo-environmental testing and applications of unsaturated soil monitoring to engineering behavior of geo-structures.
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L'une des conditions que doit remplir une barrière étanche en site de décharge est de pouvoir assurer un coefficient de perméabilité inférieur à 10(exp)-9 m/s. La mesure de cette perméabilité pose actuellement de nombreuses questions auxquelles l'étude du transfert hydrique en milieu non saturé doit pouvoir répondre. Dans ce cadre, nous présentons des résultats expérimentaux relatifs à l'étude du transfert par infiltration de l'eau dans un sol fin compacté non saturé soumis à des conditions initiales et aux limites bien définies. Dans un premier temps, une étude paramétrique a été menée sur le limon de Givors ou des essais d'infiltration ont été réalisés sous des différentes conditions. Des enseignements tirés de cette étude ont permis de définir les différents paramètres qui peuvent influencer le transfert hydrique dans un sol non saturé, et de proposer un protocole d'essai pour la détermination de la perméabilité à saturation in-situ. Dans un deuxième temps, nous avons complété cette étude paramétrique par une série d'essais d'infiltration réalisés sur une colonne de sol de 225 mm de hauteur ou l'analyse des profils hydriques et des succions a été possible grâce au dispositif expérimental mis au point. Un deuxième protocole pour la détermination du coefficient de perméabilité in-situ a été proposé grâce à cette étude. La méthode des profils instantanés a été appliquée aux résultats des essais d'infiltration sur la colonne de 225 mm pour établir la relation entre la conductivité hydraulique et la teneur en eau. Les modèles de Mualem et Van Genuchten ont été testés.
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Les déformations des sols fins dues aux variations d’état hydrique constituent une des causes importantes de désordres des remblais routiers. Cette étude a pour objectif d’évaluer l’influence de la nature et de l’état initial des sols compactés sur ces déformations. Un modèle de microstructure, reposant sur l’organisation de la fraction argileuse en agrégats, a été défini pour distinguer quantitativement le volume des vides inter-agrégats et le volume des vides intra-agrégats. Ce modèle, qui repose uniquement sur des paramètres géotechniques conventionnels, a permis de mettre en évidence une relation linéaire entre l’indice des vides après humidification et l’indice des vides inter-agrégats après compactage, dont l’ordonnée à l’origine et la pente permettent de quantifier l’évolution du volume des agrégats et du volume inter-agrégats..Le volume final des agrégats dépend essentiellement de la nature du sol et de la contrainte, alors que la variation de volume des vides inter-agrégats est essentiellement gouvernée par la contrainte et l’état hydrique initial. Enfin, les sols très argileux et les sols fins peu argileux présentent un comportement fondamentalement différent lors de l’humidification sous contrainte, qui paraît déterminé par leur proportion de particules argileuses.Outre la contribution à une meilleure description des phénomènes à l’échelle des particules, cette approche permet ainsi de proposer une nouvelle méthodologie d’étude et de prévision des déformations dues à l’humidification.
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Le développement des écoulements préférentiels dans les milieux poreux constitue un aspect qui doit être maîtrisé pour des études efficaces de caractérisation hydrodynamique de ces matériaux. Dans le but de comprendre ce phénomène dans les sols fins, une étude est réalisée suivant la méthode morphologique sur un sol fin peu plastique, le limon de Jossigny. Pour ce faire, un traceur, le Brillant Bleu, est utilisé. Le matériau pris à différentes teneurs en eau et tailles des mottes est compacté suivant différents modes de compactage (dynamique et semi-statique par couches). L'infiltration, sous différentes pressions hydrauliques, de la solution traçante a permis de noter l'instabilité du front d'humidité dans les éprouvettes de sol reconstituées dynamiquement, tandis que celles issues du compactage semi-statique présentent une répartition et évolution quasi-homogènes des écoulements dans le sol. Le développement des écoulements préférentiels aux faibles et moyennes teneurs en eau dans les éprouvettes reconstituées dynamiquement n'est pas fonction de l'état physique du sol et de la pression hydraulique appliquée, et est exclusivement lié à l'hétérogénéité structurale de tels milieux après compactage. Les données issues du traitement d'images sur ces éprouvettes sont par la suite utilisées pour une tentative de visualisation tridimensionnelle des chemins d'écoulement préférentiel dans ce type d'éprouvettes. La simulation est réalisée grâce au logiciel de modélisation gOcad. Les éprouvettes homogènes issues du compactage semi-statique sont reconstituées suivant une procédure particulière mise au point au cours du présent travail. Cette procédure est issue de la confrontation des résultats issus de l'étude des écoulements préférentiels avec ceux, d'une part, de répartition et d'évolution de la densité dans des éprouvettes dynamiquement reconstituées, et d'autre part, d'évolution de l'indice des vides lors du compactage semi-statique d'une couche épaisse de sol fin. Ces éprouvettes sont par la suite utilisées pour l'étude de l'infiltration dans un sol fin non saturé soumis à l'action d'une légère pression de confinement. Dans le cas du matériau utilisé, et pour les conditions d'essai et la procédure expérimentale considérées, une telle étude s'avère très difficile du fait des effets de paroi (écoulements sol-membrane) et des éventuels changements de la structure du sol dans sa zone humidifiée, sous l'action du confinement agissant simultanément au processus d'infiltration (couplage hydro-mécanique)
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L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST LA MODELISATION MECANISTE DU PROCESSUS D'INFILTRATION DANS LES SOLS ENCROUTES ET CE A DIFFERENTES ECHELLES SPATIALES: L'ECHELLE DE LA COLONNE DE SOL DE LABORATOIRE, L'ECHELLE METRIQUE CORRESPONDANT A UNE SECTION TRANSVERSALE DE SILLON ET L'ECHELLE REGIONALE DU VERSANT. DANS LE PREMIER CAS, DEUX MODELES SIMULANT LE COMPORTEMENT HYDRODYNAMIQUE DE LA CROUTE SONT DEVELOPPES ET CONFRONTES: MODELE D'IMPEDANCE ET DE BI-COUCHES. L'ETUDE MONTRE QUE DU COTE THEORIQUE CES DEUX MODELES SE VALENT MAIS, DU COTE PRATIQUE, LE PREMIER S'AVERE PLUS INTERESSANT. DANS LE SECOND CAS, L'INFLUENCE DE LA GEOMETRIE DE LA SURFACE DU SOL ET DE LA VARIABILITE SPATIALE DE L'APAISSEUR DE LA CROUTE SONT EXAMINEES. LES RESULTATS D'UN MODELE PLAN VERTICAL SONT COMPARES A DEUX D'UN MODELE UNIDIMENSIONNEL AFIN D'EVALUER LA PERTE DE PRECISION INDUITE PAR CETTE DERNIERE APPROCHE. DANS LE DERNIER CAS, L'INFILTRATION EST SITUEE DANS UN CONTEXTE HYDROLOGIQUE. ELLE EST COUPLEE AU RUISSELLEMENT ET A L'ECOULEMENT DANS LA NAPPE PHREATIQUE. L'ACCENT EST MIS SUR LE ROLE JOUE PAR LA VARIABILITE SPATIALE DES PARAMETRES HYDRODYNAMIQUES DU SOL ET SUR LA PERTINENCE DU CONCEPT DE MILIEU HOMOGENE EQUIVALENT
Author: Paulin Maxime Yao Kouassi Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 185
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LA PREVISION AVEC UNE MEILLEURE PRECISION DU COMPORTEMENT DES REMBLAIS EN SOLS FINS COMPACTES AVEC DES ENGINS A PIEDS DAMEURS NECESSITE L'AMELIORATION DE LA CONNAISSANCE DES MATERIAUX FINS QUI LES CONSTITUENT. DANS CE CADRE, LA REPRESENTATIVITE DES ESSAIS CLASSIQUES DE COMPACTAGE EN LABORATOIRE (ESSAI PROCTOR NORMAL, COMPACTAGE STATIQUE) EST ANALYSEE. UN NOUVEL ESSAI DE COMPACTAGE PAR PETRISSAGE EST EGALEMENT DEVELOPPE AFIN DE FACILITER L'ETUDE EN LABORATOIRE DE DIVERS ASPECTS DU COMPORTEMENT DE CES SOLS. LES DIFFERENTES ANALYSES SONT EFFECTUEES A PARTIR D'ECHANTILLONS PRELEVES SUR DES CHANTIERS DE CONSTRUCTION DE BARRAGES EN TERRE RECEMMENT CONSTRUITS. ELLES PORTENT SUR LES PROPRIETES PHYSIQUES ET HYDROMECANIQUES AINSI QUE SUR L'ANISOTROPIE INDUITE PAR LE MODE DE COMPACTAGE. LA REALITE DU TERRAIN EST PRISE EN COMPTE A TRAVERS UNE ANALYSE DE LA VARIABILITE DES PROPRIETES DES SOLS FINS COMPACTES. L'INFLUENCE DE CETTE VARIABILITE SUR LA STABILITE DES REMBLAIS ET OUVRAGES EN TERRE EST ETUDIEE. UNE DEMARCHE SIMPLE EST PROPOSEE POUR UNE MEILLEURE PRISE EN COMPTE DE L'HETEROGENEITE DU SOL DANS LES CALCULS DE STABILITE. CELLE-CI INTEGRE EN PARTICULIER L'ALEA DE TENEUR EN EAU A TRAVERS UNE VARIABLE SCALAIRE. ENFIN, L'IMPORTANCE DE LA VARIABILITE DES PROPRIETES DU SOL ET DU BIAIS LIE AU CHOIX DU MODELE DE COMPACTAGE EN LABORATOIRE SUR LES CALCULS DE STABILITE EST ANALYSEE.
Author: Adel Abdallah
Author: Adel Abdallah
Author: José Fernando Thome Jucá
Author: Nadia Amraoui
Author: Alessandro Tarantino
Author: Okba Bentoumi
Author: Valéry Ferber
Author: Valéry Ferber
Author: Hervé Crépin Effenguet
Author: Adel Aboujaoudé
Author: Paulin Maxime Yao Kouassi