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International audience; The main objective of the paper is to present a study on compacted expansive soil strains generated by complex hydric or mechanical loadings and their consequences on tested soil compressibility. In the first part of the paper, the suction controlled testing devices are described (osmotic and salt solutions methods). All the presented tests were performed in the range of suctions comprised between 0 and 40 MPa. The consequences of the strains induced by wetting as a function of the applied mechanical stress were analyzed. The results showed that, under these conditions, strain depends on the followed hydraulic path whereas the slope of the plastic compression line λ(s) was only affected by the suction applied during themechanical loading. The second test series demonstrated that the stress path influenced both deformation and slope λ(s) if suction higher than the initial sample suction was imposed during the test. As a conclusion, it could be stated that the slope λ(s) depends on the suction applied during a mechanical loading and on the maximum suction experienced by an expansive material during its past “history”.; L’objectif de cet article est de présenter une étude sur les déformations d’un sol gonflant provoquées par des sollicitations hydriques et/ou mécaniques complexes ainsi que leurs conséquences sur sa compressibilité notamment. Dans la première partie de l’article, les dispositifs expérimentaux à succion contrôlée employés (méthodes osmotique et solutions salines) pour conduire l’ensemble des essais sont décrits brièvement. Les essais ont été réalisés dans la gamme des succions comprises entre 0 et 40 MPa. Les conséquences d’une sollicitation hydrique monotone (humidification) conduite sous différentes contraintes ont d’abord été caractérisées. Il est apparu que dans ces conditions d’essai, les déformations dépendent du chemin de contrainte contrairement à la pente de compression plastique λ(s) qui ne dépend que de la succion imposée durant le chargement mécanique. Une deuxième série d’essais a permis de montrer l’influence du chemin de contrainte sur les déformations ainsique la pente λ(s) si une succion supérieure à la succion initiale des éprouvettes est imposée au cours de l’essai (dessiccation). En conclusion, la valeur de la pente λ(s) dépend de la succion sous laquelle est effectué le chargement mécanique mais aussi de la plus grande succion connue par le matériau au cours de son « histoire ».

International audience; This paper presents a study performed on a compacted swelling material in the range of suctions comprised between 8.5 and 287.9 MPa. Two series of tests were carried out with suction controlled oedometers. The aim of the first series was to study the compressibility as a function of suction. It showed that the apparent preconsolidation pressure and the plastic compression line are greatly affected by the applied suctions. The other series of tests highlighted the influence of complex hydromechanical paths on the compressibility of the studied material that appeared to be greatly influenced by the stress path followed.; Cet article présente une étude menée sur un matériau gonflant compacté dans la gamme des succions comprises entre 8,5 et 287,9 MPa. Deux séries d'essais œdométriques à succion contrôlée sont présentées. La première permet la caractérisation de l'évolution de la compressibilité avec la succion. Elle montre que la pression de préconsolidation apparente et la pente de compression plastique sont significativement influencées par la succion. La deuxième série étudie l'influence de sollicitations hydromécaniques complexes sur la compressibilité du matériau qui apparaı̂t très dépendante du chemin hydromécanique.

The use of compacted soils in engineering practice is very wide spread, especially in geotechnical and environmental engineering. These soils can be submitted to moisture variations, i.e. suction changes, that induce volumetric deformations. The main objective of this thesis is to study the suction influence on the hydromechanical behaviour of a compacted swelling soil in the range of suction comprised between 0 and 300 MPa.For this purpose, two kinds of suction controlled oedometers, using the osmotic method or the salt solutions technique, were employed. The salt solutions oedometer were especially developed for this study. The samples were made with a compacted swelling material. The experimental study has shown that the apparent preconsolidation stress reaches a constant value above a suction of 38.9 MPa. The slope of the plastic compression curve had a maximum value under a suction of 4 MPa. These results seem to be related to the initial internal structure of the samples. Then the influence of complex hydromechanical stress paths was also investigated. It appeared that the results of the tests conducted on a swelling soil depended on the followed stress path even if a wetting is performed during a test. In the last part of this work, the test results were interpreted with the Barcelona Basic Model and Barcelona Expansive Model (BExM). The possibilities of both models were compared. To interpret the test results with the BExM, it is necessary to conduct some additional tests that include a suction cycle and also a constant volume test with a suction controlled wetting. As a conclusion, two suction controlled experimental devices were developed and validated in this study. With these devices, the influence of structure and suction on the hydromechanical behaviour of a compacted swelling soils was characterised., Les sols gonflants compactés sont utilisés dans de nombreuses applications, notamment en géotechnique et en géotechnique de l'environnement. Ces matériaux subissent d'importantes variations de volume en fonction de leur état hydrique, i.e. de leur succion. L'objectif principal du travail présenté ici est d'étudier l'influence de ce paramètre sur le comportement mécanique d'un matériau gonflant compacté dans la gamme des succions comprises entre 0 et 300 MPa. Pour atteindre cet objectif, deux types d'œdomètre à succion contrôlée, soit par la méthode osmotique, soit par la technique des solutions salines saturées, ont été utilisés, les œdomètres à solutions salines ayant entièrement été développés pour ce travail.Le support de l'étude est un matériau gonflant compacté. Les essais réalisés montrent en premier lieu que la pression de préconsolidation apparente atteint une valeur constante à partir de 38,5 MPa, dans le domaine des fortes succions. Par contre, la pente de compression plastique varie de manière non monotone en fonction de la succion appliquée. La variation de ces deux paramètres apparaît fortement liée à la structure initiale des éprouvettes. Par la suite, l'influence des sollicitations hydriques complexes a été étudiée, ce qui a permis de montrer que les résultats d'un essai sur un sol gonflant dépendent du chemin de contrainte hydrique même lorsqu'une humidification est réalisée en cours d'essai. L'interprétation de ces résultats dans le cadre des modèles de Barcelone a ensuite été proposée afin d'évaluer les possibilités de chacun des deux modèles existants. Le modèle de Barcelone pour sols gonflants nécessite, en outre, la réalisation d'essais comportant des cycles hydriques et au moins un essai à volume constant et à succion contrôlée.En conclusion, ce travail a permis la mise en œuvre, le développement et la validation de deux dispositifs expérimentaux à succion contrôlée. Ceci a rendu possible la caractérisation du comportement hydromécanique d'un sol gonflant compacté en fonction de différentes sollicitations hydriques.

The use of compacted soils in engineering practice is very wide spread, especially in geotechnical and environmental engineering. These soils can be submitted to moisture variations, i.e. suction changes, that induce volumetric deformations. The main objective of this thesis is to study the suction influence on the hydromechanical behaviour of a compacted swelling soil in the range of suction comprised between 0 and 300 MPa. For this purpose, two kinds of suction controlled oedometers, using the osmotic method or the salt solutions technique, were employed. The salt solutions oedometer were especially developed for this study. The samples were made with a compacted swelling material. The experimental study has shawn that the apparent preconsolidation stress reaches a constant value above a suction of 38.9 MPa. The slope of the plastic compression curve had a maximum value under a suction of 4 MPa. These results seem to be related to the initial internal structure of the samples. Then the influence of complex hydromechanical stress paths was also investigated. It appeared that the results of the tests conducted on a swelling soil depended on the followed stress path even if a wetting is performed during a test. In the last part of this work, the test results were interpreted with the Barcelona Basic Model and Barcelona Expansive Model (BExM). The possibilities of bath models were compared. To interpret the test results with the BExM, it is necessary to conduct sorne additional tests that include a suction cycle and also a constant volume test with a suction controlled wetting. As a conclusion, two suction controlled experimental deviees were developed and validated in this study. With these deviees, the influence of structure and suction on the hydromechanical behaviour of a compacted swelling soils was characterised., Les sols gonflants compactés sont utilisés dans de nombreuses applications, notamment en géotechnique et en géotechnique de l'environnement. Ces matériaux subissent d'importantes variations de volume en fonction de leur état hydrique, i.e. de leur succion. L'objectif principal du travail présenté ici est d'étudier l'influence de ce paramètre sur le comportement mécanique d'un matériau gonflant compacté dans la gamme des succions comprises entre 0 et 300 MPa. Pour atteindre cet objectif, deux types d'oedomètre à succion contrôlée, soit par la méthode osmotique, soit par la technique des solutions salines saturées, ont été utilisés, les oedomètres à solutions salines ayant entièrement été développés pour ce travail. Le support de l'étude est un matériau gonflant compacté. Les essais réalisés montrent en premier lieu que la pression de préconsolidatlon apparente atteint une valeur constante à partir de 38,5 MPa, dans le domaine des fortes succions. Par contre, la pente de compression plastique varie de manière non monotone en fonction de la succion appliquée. La variation de ces deux paramètres apparaît fortement liée à la structure initiale des éprouvettes. Par la suite, l'influence des sollicitations hydriques complexes a été étudiée, ce qui a permis de montrer que les résultats d'un essai sur un sol gonflant dépendent du chemin de contrainte hydrique même lorsqu'une humidification est réalisée en cours d'essai. L'interprétation de ces résultats dans le cadre des modèles de Barcelone a ensuite été proposée afin d'évaluer les possibilités de chacun des deux modèles existants. Le modèle de Barcelone pour sols gonflants nécessite, en outre, la réalisation d'essais comportant des cycles hydriques et au moins un essai à volume constant et à succion contrôlée. En conclusion, ce travail a permis la mise en oeuvre, le développement et la validation de deux dispositifs expérimentaux à succion contrôlée. Ceci a rendu possible la caractérisation du comportement hydromécanique d'un sol gonflant compacté en fonction de différentes sollicitations hydriques.