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Theses Year : 2022

Influence of fine particles on the properties of sand liquefaction. Application to the response to the liquefaction of a column of soil on a vibrating table

Influence des particules fines sur les propriétés de liquéfaction des sables. Application à la réponse à la liquéfaction d'une colonne de sol sur table vibrante

Zhehao Zhu
  • Function : Author
  • PersonId : 1222213
  • IdRef : 266453317

Abstract

Over the past 50 years, the liquefaction of sand containing a small amount of fine particles has become an engaging topic in the geotechnical community. Indeed, a great variety of field investigations revealed that the real liquefied soils are mainly composed of a host sand matrix and a small fraction of plastic or non-plastic fines. In this context, several series of monotonic and cyclic triaxial tests were performed to clarify the influence of these fine particles on the development of sand liquefaction. To get closer to in situ conditions, 1g shaking table tests were also carried out with two model soil containers in different sizes. The first one, small size, was essentially used to check the reconstitution and the saturation method. The second one, very large size, was used to explore the sand liquefaction behaviour during base shaking in an almost real engineering size. To numerically reproduce the sand liquefaction behaviour, the Dafalias model has been taken as an example and its input parameters were calibrated by an artificial intelligence method. An in-depth analysis of the proposed method was done with the elastoplastic theory.
Au cours des 50 dernières années, l’évaluation du risque de liquéfaction de massif sableux contenant une petite quantité de particules fines a fait l’objet de nombreuses recherches. En effet, de nombreuses enquêtes de terrain ont révélé que les sols qui se sont liquéfiés sont principalement composés d'une matrice sableuse prédominante et d'une petite fraction de fines plastiques ou non plastiques. Dans ce contexte, plusieurs programmes d'essais triaxiaux monotones et cycliques ont été réalisés pour préciser l'influence de ces particules fines sur le développement de la liquéfaction du mélange. Afin de se rapprocher des conditions in situ, des essais sur table vibrante 1g ont également été réalisés sur deux conteneurs de tailles différentes. Le premier, de petites tailles, a servi essentiellement à vérifier la méthode de reconstitution et de saturation. Le second, de très grandes tailles, a été utilisé pour explorer le comportement de massifs reconstitués lors de séisme dans une échelle quasi réelle. En ce qui concerne la partie numérique, le comportement de liquéfaction de sables a été étudié en utilisant le modèle Dafalias. Les paramètres d'entrée ont été calibrés par une méthode d'intelligence artificielle. Une analyse approfondie de la méthode proposée a été faite avec la théorie élastoplastique.
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Cite

Zhehao Zhu. Influence of fine particles on the properties of sand liquefaction. Application to the response to the liquefaction of a column of soil on a vibrating table. Géotechnique. École des Ponts ParisTech, 2022. English. ⟨NNT : 2022ENPC0019⟩. ⟨tel-03968096⟩
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