Essai de gonflement
Quantification du potentiel de gonflement :
Pour confirmer le risque de gonflement, les analyses minéralogiques
doivent être complétées par des essais de laboratoire.
La Société Internationale de Mécanique des Roches (SIMR)
propose trois essais de laboratoire pour caractériser le potentiel
de gonflement des roches :
1. la mesure de la pression axiale de gonflement à volume constant
(détermination de la pression de gonflement Sg).
Au fur et à mesure du développement du processus de gonflement
associé à l'hydratation progressive de l'argile, on vient surcharger
celle-ci pour empêcher toute variation de volume, et ce jusqu'à
l'équilibre. La contrainte finale qu'il aura fallu placer sur l'échantillon
après hydratation complète pour contenir le gonflement est la
pression de gonflement ;
2. la mesure de la déformation de gonflement libre en directions axiale
et radiale.
Ici on laisse donc l'échantillon se déformer librement ;
3. la mesure de la pression axiale en fonction de la déformation axiale
(détermination de l'indice de gonflement Cg).
Ce troisième essai est directement inspiré de l'essai Huder-Amberg.
L'essai de gonflement prévu pour les sols prévoit l'exécution
de la mesure du gonflement à l'oedomètre sur quatre éprouvettes
supposées identiques. Ces éprouvettes sont chargées suivant
quatre niveaux différents de contrainte axiale, préalablement
à l'hydratation. L'essai consiste à mesurer l'augmentation d'épaisseur
dh/h de chacune des quatre éprouvettes et établir une corrélation
entre ces variations d'épaisseur et les paliers de contrainte axiale
correspondants, en cherchant à tracer une droite dans un repère
semi-logarithmique (dh/h / logS).
L'essai Huder-Amberg est conduit avec le même type d'interprétation,
mais présente l'avantage de ne nécessiter qu'une seule éprouvette,
ce qui limite les problèmes de dispersion inhérents aux hétérogénéités
de nature et d'état, toujours possibles entre diverses éprouvettes.
Dans la pratique des essais, on recommande de procéder dans un premier
temps à la mesure de la pression axiale de gonflement à volume
constant. Dans un deuxième temps, on effectuera la mesure de la pression
axiale en fonction de la déformation axiale (type Huder-Amberg), la
première mise en eau étant réalisée à une
pression axiale équivalente à la pression de gonflement déterminée
préalablement.
Les pressions axiales de gonflement peuvent être très variables
suivant les matériaux, depuis des valeurs quasi négligeables
(inférieures à 0.1 MPa) jusqu'à des valeurs de plusieurs
MPa mesurées dans certaines marnes. Pour un même matériau,
on observe souvent une grande dispersion dans les valeurs des pressions de
gonflement mesurées. Il est donc recommandé d'effectuer plusieurs
essais.
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