Comportement irréversible des matériaux granulaires des plateformes ferroviaires soumises aux charges uniformes et répétées

K. Karraz, J. Canou, J.-C. Dupla, G. Bonnet

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Transportation Geotechnics

ABSTRACT: Due to repeated passage of trains at high speeds, differential settlements are observed in the longitudinal direction of the railway truck. In particular, the settlement of infrastructures incurs track maintenance costs. This settlement of infrastructure is besides closely linked to the constitutive materials stressed by the cyclic loading. The present work aims to study the irreversible behavior of the ballast materials under cyclic stresses at large number of cycles, in particular, the goal of characterising a settlement law under cyclic stresses by integrating the applied constrains, the variation with the number of cycles.

RÉSUMÉ: A cause du passage répété de trains à grandes vitesses, des tassements verticaux différentiels sont observés tout au long de la voie ferrée. En particulier, le tassement des infrastructures conditionne le coût de maintenance des voies.Ce tassement d™infrastructure est par ailleurs étroitement lié aux propriétés des matériaux constitutifs sollicités par le chargement cyclique. Le présent travail a justement pour but d™étudier le comportement irréversible des matériaux de ballast sous sollicitations cycliques à grand nombre de cycles, en particulier dans le but de caractériser une loi de tassement sous sollicitation cyclique intégrant les contraintes appliquées, la variation avec le nombre de cycles. 1 PROCEDURES EXPERIMENTALES 1.1 Dispositif d™Essais L™expérimentation utilisant un appareil triaxial F300 mm (300mm de diamètre et 600 mm de hauteur) a été effectuée sur un matériau dénommé « micro-ballast». 1.2 Présentation de l™Appareil Triaxial La cellule triaxiale (fig. 1) permette de solliciter des éprouvettes de grandes dimensions (300 mm de diamètre et 600 mm de hauteur). La base de la cellule est équipée d™un piston, mobile verticalement, qui peut, si nécessaire, permettre d™améliorer le positionnement vertical de l™éprouvette. Les éprouvettes sont soumises à un état de contrainte initial donné (isotrope ou anisotrope), puis soumises à une sollicitation de cisaillement grâce au servovérin (aux capacités 500 kN) qui joue le rôle du piston de la cellule. L™effort axial est mesuré à l™aide d™un capteur de force qui est placé sous l™embase inférieure pour s™affranchir des effets des frottements parasites entre le piston du servovérin et le couvercle. Et pour évaluer la déformation axiale de l™échantillon, on mesure de déplacement du piston dès que celui-ci est en contact avec l™éprouvette. La cellule est dimensionnée pour une pression de confinement maximale de 2MPa. Le servovérin, piloté grâce à un système d™asservissement digital MTS-HextestTeststar, permet d™appliquer des sollicitations monotones ou cycliques, asservies en force ou en déplacement. Figure 1. La cellule triaxiale [F 300] mm du CERMES. Dans la gamme cyclique, le système est conçu pour réaliser des essais du type fatigue, comportant un grand

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