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Analyse de la méthode P-RAT et caractérisation des argiles de la mer Champlain par la vitesse de propagation des ondes de cisaillement Vs

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Dion Gagnier, Guillaume (2019). Analyse de la méthode P-RAT et caractérisation des argiles de la mer Champlain par la vitesse de propagation des ondes de cisaillement Vs. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La vitesse de propagation des ondes de cisaillement Vs, en plus d’être un paramètre essentiel à l’analyse parasismique des sites, peut aussi servir à la caractérisation des sols. Actuellement, plusieurs relations empiriques avec Vs existent dans la littérature, mais peu de ces relations s’appliquent aux argiles de la mer Champlain. Ce mémoire a donc pour but de caractériser en laboratoire des argiles de la mer Champlain par Vs avec la méthode P-RAT. En plus d’ajouter des mesures de Vs à la banque de données existantes, ce mémoire vise à améliorer les connaissances quant à la réalisation de ces mesures qui présentent, à ce jour, encore des défis complexes.

À cause de son efficacité à mesurer Vs, la méthode P-RAT commence à être de plus en plus utilisée. Il a donc été entrepris, durant ce projet, d’automatiser la méthode d’interprétation des signaux et de caractériser avec des mesures en laboratoire les anneaux P-RAT. Cette entreprise avait comme double objectif d’améliorer l’objectivité de l’interprétation des signaux et la conception des anneaux piézoélectriques.

L’analyse des résultats a d’abord démontré que l’algorithme d’automatisation permet d’automatiser la méthode d’interprétation seulement lorsque la fenêtre de fréquence servant à la convergence est connue. Aux vues des résultats, la fenêtre de fréquence semble varier en cours d’essai et ce, d’un échantillon à l’autre et d’un capteur à l’autre.

En ce qui concerne la caractérisation des anneaux P-RAT, il a été démontré que les différents types d’assemblage P-RAT ont un impact sur le comportement piézoélectrique de l’anneau en réduisant leur fréquence de résonnance et en diminuant leur déplacement. L’analyseur d’impédance a aussi témoigné de son efficacité quant à la caractérisation des anneaux P-RAT.

De plus, dix échantillons d’argile de la mer Champlain du Québec ont été caractérisés avec un essai de consolidation dans lequel des anneaux P-RAT ont été insérés. En somme, l’analyse montre que l’indice de plasticité et le pourcentage d’argile ont une influence sur Vs.

Titre traduit

Analysis of the P-RAT method and characterization of Champlain clays by the shear wave velocity Vs

Résumé traduit

The shear wave velocity Vs is a key parameter for seismic analysis which can also be used to characterize soil. In the literature, there are many empirical relations with Vs but few of them are for the Champlain clays. Therefore, the goal of this project is to characterize Champlain clays by Vs with the P-RAT method. In addition to increase the numbers of Vs measurements to the existing databank, this project aims to improve knowledge about the realization of these measurements that still present complex challenges.

As the P-RAT method has proven its efficiency to measure Vs, this technique has been increasingly used. Therefore, the writer has undertaken to automatize the P-RAT method and to characterize with laboratory measurements the P-RAT rings with a double objective of improving the validity of the results and the conception of the piezoelectric rings.

The results have first shown that the algorithm, which has been developed to automatize the P-RAT method, can only converge to a good value of Vs if the frequency window is known. Moreover, the results indicate that the frequency window seems to be changing during the test. Furthermore, changes have been observed depending on the type of soil and on the type of piezoelectric rings used during the test.

In addition, the characterization of the P-RAT rings has shown that the different types of P-RAT model have an impact on the piezoelectric behaviour by reducing their resonance frequency and decreasing their displacement. Also, the impedance analyzer has been identified has a suitable device to characterize the P-RAT rings.

Finally, ten samples of Champlain clays have been characterized with a consolidation test wherein P-RAT rings have been inserted. The analysis of the results shows that Vs would be influenced by the percentage of clay particles and the plasticity index.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie de la construction". Comprend des références bibliographiques (pages 171-176).
Mots-clés libres: vitesse des ondes de cisaillement, argile, caractérisation, piézoélectricité, automatisation
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Éthier, Yannic
Codirecteur:
Codirecteur
Karray, Mourad
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 10 juill. 2019 14:59
Dernière modification: 10 juill. 2019 14:59
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2339

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