Critical shear stress and its relationship with cohesion for sand.kaolinite mixtures

Abstract

L'arrachement et le deplacement des particules fines sont des elements importants a la fois pour les etudes d'erosion des sols et pour les etudes reliees a l'histoire et au transport des contaminants colloidaux. Les recherches rapportees dans la litterature expriment l'arrachement en termes de contrainte de cisaillement critique. Celle-ci est la contrainte de cisaillement que l'ecoulement de fluide doit creer sur les parois des pores pour commencer a detacher les particules. Dans cet article, on explore la relation qui existe entre la contrainte de cisaillement critique et la cohesion en utilisant des recherches a la fois theoriques et experimentales. Un modele de particules spheriques sert a relier les deux quantites pour des melanges de sable et de kaolinite. Le modele remplace les agregats de plaquettes argileuses par des particules semblables a des grains de sable spheriques et exprime la cohesion en termes de forces hydrodynamiques associees a la contrainte de cisaillement critique. On presente les resultats d'essais obtenus pour quatre melanges differents de sable-kaolinite dans un permeametre de type moule de compactage, equipement qui facilite une evaluation indirecte de la contrainte de cisaillement critique. On a trouve qu'on peut associer une augmentation de la cohesion a un changement de contrainte de cisaillement critique dependant du temps. Pour des melanges a faible pourcentage de kaolinite le modele base sur des particules spheriques rend bien compte de la cohesion en termes de contrainte de cisaillement critique.