Browsing by Author "Bouzeboudja, Aldjia"

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    Influence de la forme des grains sur les caractéristiques du cisaillement
    (Université Mouloud Mammeri TiziOuzou, 2010-09-14) Bouzeboudja, Aldjia
    Les milieux granulaires composent notre environnement immédiat, l’existence de toute espèce passe plus ou moins directement par leur utilisation et leur compréhension. Ils présentent une variété de comportement qui les rend difficiles à classer parmi les habituels états de la matière. Car sur la quasi-totalité de la surface terrestre, les géométraux se présentent comme des collections des grains (grains d’argile, grains de sable, graviers, etc.). Ces grains peuvent être de nature (taille, forme, surface, composition, etc.) très diverse. Dans tous les problèmes de stabilité des sols (étude de fondations, ouvrages de soutènement, remblais, talus, etc.), il est nécessaire de connaître la « résistance » du sol aux déformations et à la rupture. Cette « résistance » est souvent difficile à déterminer, spécialement lorsqu’il s’agit d’un sol cohérent, elle peut être définie par de nombreux critères : résistance à la compression simple, essai CBR, essai pénétrométrique, essai pressiométrique et l’essai triaxial. Mais, les seuls moyens d’analyse pour les chercheurs sont les courbes. Le choix du type d’essai doit être guidé par la nature du matériau étudié et par les aspects de la loi de comportement que l’on cherche à utiliser, un « bon » essai est un essai précis, facilement reproductible et dans une certaine mesure aisé à réaliser. Le présent mode opératoire s’applique exclusivement à l’essai de cisaillement rectiligne, dit « à la boîte de Casagrande ». C’est un essai de laboratoire qui permet de déterminer les paramètres de résistance au cisaillement du sol, soit l’angle de friction interne (φ) et la cohésion (c), qui sont souvent représentés par la courbe intrinsèque ou la droite de coulomb. La forme des particules joue un rôle important dans le comportement des sols granulaires ainsi que dans la distribution granulométrique. On peut quantifier la forme des particules mais le degré de précision n’est pas justifié en géotechnique. On se contente plutôt de qualifier ses formes en termes généreux, dans le cadre d’une identification visuelle des sols grossiers, suivant les critères : arrondies, sous-arrondies, sous angulaire et angulaires. On peut distinguer aussi des méthodes récentes qui ont été employées par certains chercheurs telles que l’analyse d'image. Dans le cinquième chapitre intitulé «Résultats et analyse », on pourra constater que la forme des grains à une influence prépondérante dans le comportement mécanique des matériaux Un sol composé de grains arrondies (et /ou diminution de la rugosité) présentera une résistance au cisaillement et un angle de frottement faible; à l’inverse d’un sol composé de grains très angulaires (et /ou augmentation de la rugosité) qui aura une résistance au cisaillement et un angle de frottement plus important. Plus la charge appliquée (100, 200, 300, 400 KPa) augmente, plus la rugosité et l’angularité des grains augmentent et l’écrasement engendré est de plus en plus important. Lors du cisaillement, on peut observer une grande variation du volume représentée par des variations de la hauteur de l’échantillon, il se produit une contractance suivie d’une dilatance en passant par un état caractéristique. Cette dernière augmente quand la contrainte normale appliquée est faible, la dilatance affaiblit l’arrangement granulaire (par la diminution de compacité). La forme arrondie se dilate rapidement, donc on peut dire qu’elle a un comportement plus dilatant que celui de la forme angulaire qui a un comportement contractant puis dilatant. Dans le cas de la forme arrondie les grains glissent, par contre dans le cas des trois autres formes, les grains roulent beaucoup plus. Les pics ou paliers plus ou moins marqués s’expliquent par le fait qu’un grain doit plutôt rouler que glisser. On recommande à ce que la forme des grains soit l’un des paramètres principaux, qu’il faut prendre en compte dans chaque expérience de caractérisation du sol, en raison de sa large influence sur le comportement mécanique de ce dernier.
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    L'influence de la dimension fractale en 3D sur les caractéristiques mécaniques des matérianx granulaires
    (Université Mouloud Mammeri, 2016-05-23) Bouzeboudja, Aldjia
    L’intérêt des scientifiques pour le comportement des matériaux granulaires est justifié par la place très importante qu’ils occupent dans la réalisation de plusieurs projets en génie civil tels que les barrages, les chaussées, les chemins de fer, etc. La structure de ces matériaux est un amalgame de grains de compositions minéralogiques différentes, de tailles et de formes très diverses, qui sont intriqués par un système complexe de fissures et de fractures. L’étude de ces matériaux peut donc intégrer une identité propre à chaque grain à travers ses propriétés de composition, ce qui induit parfois la difficulté d’estimer son comportement. La géométrie euclidienne ne convient pas pour représenter toutes les géométries complexes, car les grains des matériaux granulaires ne s’avèrent jamais parfaits. Il devient essentiel alors d’étudier les irrégularités de forme et la fragmentation des grains ou des échantillons granulaires pour les comprendre davantage et de les caractériser à l’aide de la dimension fractale. Dans cette étude, deux méthodes bidimensionnelles de calcul de la dimension fractale ont été utilisées (la méthode de Box Counting « BC » à l’échelle d’un grain et la méthode des masses à l’échelle d’un échantillon), ainsi qu’une troisième méthode tridimensionnelle (Comptage Différentiel de Boîtes « DBC »). Elles permettent de caractériser les changements de la surface et de la forme des grains-témoins de chaque échantillon des trois matériaux locaux étudiés (grés, schiste et calcaire) ; préparés sous trois formes (sous-arrondie, angulaire et allongée) et en trois classes granulométriques (3.15/8, 3.15/5 et 5/8 mm) ; après des écrasements engendrés par deux différents essais mécaniques exécutés au laboratoire, à savoir l’essai de cisaillement direct et l’essai oedométrique. Le taux d’écrasement est évalué en comparant les valeurs de la dimension fractale (calculées avant et après chaque essai mécanique) des différents échantillons en fonction du chemin et de l’intensité des contraintes. Ces résultats confirment l’existence d’une corrélation entre la dimension fractale et les différents paramètres pris en considération tels que la classe granulométrique et la nature des échantillons, la taille et la forme des grains ainsi que les fines produites lors de l’écrasement. Par conséquent, la dimension fractale a une incidence sur la mesure de ces caractéristiques mécaniques des trois matériaux granulaires, et permet de mieux comprendre leur comportement mécanique.