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Suffusion susceptibility characterization by taking into consideration the context of engineering practice
Les processus d érosion interne dans les ouvrages hydrauliques en terre et leurs fondations accentuent les risques de ruptures de ces ouvrages. La suffusion, l un de ces principaux processus érode les particules de la fraction fine qui se déplacent entre les grains de la fraction grossière. Donc pou...
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| Auteurs principaux : | , , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | anglais |
| Titre complet : | Suffusion susceptibility characterization by taking into consideration the context of engineering practice / Dinh Minh Tran; sous la direction de Didier Marot et de Fateh Bendahmane |
| Publié : |
2020 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
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| Note sur l'URL : | Accès au texte intégral |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Génie civil : Nantes : 2020 |
| Sujets : |
| Résumé : | Les processus d érosion interne dans les ouvrages hydrauliques en terre et leurs fondations accentuent les risques de ruptures de ces ouvrages. La suffusion, l un de ces principaux processus érode les particules de la fraction fine qui se déplacent entre les grains de la fraction grossière. Donc pour assurer la sécurité desdits ouvrages, il importe de caractériser la sensibilité des sols à la suffusion. La plupart des essais de suffusion décrits dans la littérature a été réalisée sous écoulement vertical, alors que l écoulement dans les ouvrages peut être horizontal. Afin d étudier l influence potentielle de la direction de l écoulement, un nouveau dispositif est développé et des essais sont effectués. Deux sols pulvérulents qui se différencient par une distribution granulométrique légèrement différente sont testés. Ces deux sols sont légèrement plus résistants sous écoulement horizontal et les résultats mettent en exergue l effet combiné du chargement hydraulique et de la gravité sur les particules détachées. Pour les échantillons constitués d une couche de chaque sol et pour les deux directions d écoulement, la susceptibilié à la suffusion est principalement influencée par le sol le plus érodable lorsque l écoulement est parallèle à l horizon de sol. A l inverse, elle est principalement influencée par le sol le plus résistant lors d un écoulement perpendiculaire à l horizon de sol. Par ailleurs, une méthode est proposée afin d identifier l ouverture de pore du filtre aval pour éviter toute sous-estimation de la susceptibilité à la suffusion des sols. De par la longueur des ouvrages hydrauliques en terre et l hétérogénéité des sols, il est important d optimiser les campagnes expérimentales grâce à une étude statistique. A partir de la base de données des essais de suffusion de notre équipe et d essais complémentaires réalisés sur sept sols, une estimation de l indice de résistance à l érosion est proposée qui repose sur quatre paramètres assez aisément mesurables. Internal erosion processes in earth structures and their foundations may increase the failure risk of such structures. Suffusion, one of the main internal erosion processes, selectively erodes the fine particles that move through the coarser grains. Thus to ensure the safety assessment of these structures, it is important to characterize the soil suffusion susceptibility. Most of suffusion tests described in literature were performed under vertical flow, whereas the flow in earth structures can be horizontal as well. To study the potential influence of the flow direction, a new apparatus is developed and a series of suffusion tests is carried out. Two cohesionless soils which slightly differ from each other in their gradations are tested. The results show that both soils are slightly more resistant under horizontal flow and they highlight the combined effect of the hydraulic loading and the gravity on the detached particles. For specimens constituted by two layers of each soil and under both flow directions, the suffusion susceptibility is mainly influenced by the more erodible soil when the flow is parallel to the soil horizons. While the suffusion susceptibility mainly depends on the more resistant soil when the flow is perpendicular to soil horizons. Moreover a method is proposed to select the pore opening size of the downstream filter in order to avoid any underestimation of the soil suffusion susceptibility. Due to the great length of earth structures, and the heterogeneity of soils, it is important to optimize the experimental campaigns, thanks to a statistical analysis. From the database of suffusion tests of our team and complementary tests performed on seven soils, an estimation of the erosion resistance index is proposed, which is based on four parameters, which are quite easy to measure. |
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| Variantes de titre : | Caractérisation de la susceptibilité à la suffusion avec prise en compte du contexte de la pratique de l ingénierie |
| Notes : | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Nantes) Partenaire(s) de recherche : Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (Nantes) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Eric Vincens (Président du jury) ; Nadia Benahmed (Membre(s) du jury) ; Pierre Breul, Philippe Reiffsteck (Rapporteur(s)) |
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