The mechanics of cemented carbonate sands

Abstract

The behaviour of artificially cemented carbonate sand was investigated in triaxial tests at confining pressures of up to 9 MPa. The results show that an important effect of cementing is a reduction in specific volume resulting from the increase in fines content This influences both the stress-strain behaviour and the peak strength at strains beyond those required to fracture the cement bonding. Comparisons between the behaviour of cemented and uncemented soils should, therefore, be carried out on samples with the same gradings. For cemented samples it is possible to identify a yield curve outside the state boundary surface of the uncemented soil. A framework for the behaviour has been defined which depends on the relative magnitudes of the confining pressure and cement bond strength. The behaviour of a natural cal-carenite agreed well with this framework which is also likely to be applicable to other cemented soils. Le comportement d'un sable carbonate artificiellement cimenté a été étudié à l'aide d'essais tri-axiaux à pression de confinement pouvant atteindre 9 MPa. Les résultats obtenus montrent que la cimentation se traduit par une diminution du volume spécifique due à une augmentation du nombre de particules fines. Ceci modifie le comportement contrainte-déformation ainsi que la résistance ultime pour des déformations supérieures à celles provoquant la rupture des liaisons du ciment. L'étude comparative du comportement de sols cimentés et de sols non-cimentés a donc dû être réalisée sur des échantillons de mâme granulo-métrie. Pour des échantillons cimentés, une courbe de rupture située en dehors de l'enveloppe limite d'un sol non-cimenté a été mise en évidence. Une classification de comportement a été élaborée en fonction des amplitudes relatives de la pression de confinement et de la résistance des liaisons du ciment. Le comportement d'une calcarénite naturelle est tout à fait en accord avec cette classification qui apparaît applicable à d'autres sols cimentés.