Publications

Dynamic penetration tests (DPT) are largely applied for soil in situ characterization. Cone resistance assessment from DPT isusually based on driving formulas derived from Newtonian approach. These are nevertheless often considered inaccurate and unable to fullydescribe dynamic penetration phenomenon. Wave equation approach provides a more rigorous analysis but remains less common for practicalreasons (requiring instrumentation and a more complex analysis). Historically, driving formulas derived from Newtonian approach are oftenpreferred for its simplicity. Thus, these formulas still play a major role in DPT interpretation and their use is recommended by currentstandards. It is important to evaluate different methods derived from wave equation and also to verify if a simple approach, such as Dutchformula (DF), combined with good practice (e.g., energy measurement, skin friction control) can produce satisfactory results. For that,laboratory and field tests were performed employing instrumented dynamic penetrometers (a lightweight and a super-heavy dynamic penetrometer).The main contribution of this paper is demonstrating the importance of method applied when determining resistance from DPTand providing comparison between common methods when testing different type of soils. Results showed that on average DF results werecomparable to those from cone penetration test (CPT) resistance (diverging by no more than 15%). Wave equation methods results werecomparable (
30%) to CPT cone resistance in most cases when testing shallower nonplastic layers. CASE method underestimated by morethan 50% the resistance for shallower layers. DF including energy measurements produce lower results than all methods examined and up to50% inferior to CPT. This work shows that, for shallow soils, DF method does not produce less accurate for assessment of soil resistance thatwave equation-based methods. Other key aspect brought to light is that wave equation-based methods considerably overestimated resistancein deeper plastic saturated layers which suggests that skin friction correction application should also be considered in such conditions forthese methods. When only unsaturated zones are considered, these methods tend to underestimate resistance: Simplified method and tip forceintegration method produced results 18% and 24% inferior to CPT whereas DF with energy measurement and other wave equation methodssignificantly underestimated resistance (on more than 40%).

The degradation of the substructure plays a crucial role in the geometric deterioration of railway track. The condition of the substructure is evaluated by means of geotechnical diagnostics that consider various parameters, among which the geotechnical layer model stands out (Basye et al., 2020). The accuracy in the determination of this model is essential, since it significantly influences decision making and ensures the efficiency of the measures taken. In this study, data fusion is proposed to reduce the uncertainty and increase the reliability of the geotechnical layer model of the substructure. This technique combines different types of data and monitoring results, integrating geotechnical indicators (Pandoscope®) and volumetric geophysical measurements (Ground penetration radar - GPR). The results show that data fusion increases the accuracy of the geotechnical model, improving decision making in railway maintenance.

Railway tracks, like all civil works, experience degradation after being put into service, thus losing their initial design conditions. This degradation manifests itself mainly through misalignment and specific deterioration mechanisms of each component, which reduces safety and comfort during the passage of trains. In order to maintain their operational capabilities or prolong their service life, continuous monitoring, diagnosis and maintenance processes are carried out. These actions aim to restore the physical, mechanical and geometrical properties necessary for track operation. In practice, rail managers often employ hegemonic techniques such as geometric measurements to detect defects and routine maintenance to realign, known as tamping. Although these practices have proven to be effective, in some cases they do not technically and economically competently solve the root problem. For this reason, diagnosis should be multidisciplinary and incorporate various disciplines associated with the track components. This paper aims to highlight the importance and impact of geotechnical diagnosis in the management of railway networks. To achieve this, the Article has the following structure: (a) Railway track components: the main elements of the track are described and the role of geotechnical components in the stability of the infrastructure is highlighted, (b) Track degradation: The main deterioration of the track, such as loss of geometry, and its relation to the wear of the geotechnical elements are addressed, (c) Monitoring and monitoring: the most commonly used geotechnical inspection methods and their effectiveness in the analysis of granular material are presented, (d) Geotechnical diagnosis: Current maintenance management is analyzed and guidelines for a comprehensive diagnosis are suggested, highlighting cases where poor assessment has generated problems, (e) Maintenance techniques: Preservation methods are reviewed, stressing the importance of accurate diagnosis for their effectiveness, and (f) Future perspectives: Trends such as the use of artificial intelligence and advanced data management in the railway sector are explored.

In the context of railways, it is essential to have a reliable ground model to ensure their safety and smooth operation. To achieve this, geophysical monitoring, and geotechnical techniques, are often used. However, effectively combining geophysical and geotechnical data remains a challenge. In this study, a methodology based on data fusion of Ground Penetrating Radar (GPR) and Pandoscope data and based on belief functions is proposed in order to define the ground model of the railway substructure. The fusion of these data using Smets, Dempster-Shafer and PCR6 normalization rules allows to improve the character-ization of horizontal interfaces and to achieve an accurate assessment of the sub-surface conditions on railway tracks.

Although ballast layer can be characterized by different parameters, the literature notes the absence of global performance indicators of ballast in ser-vice. This Article presents a methodology that proposed to obtain local perfor-mance indicators (based on the functions performed by the ballast layer) and global performance indicators (based on the combination of the above). The pro-posed methodology consists of three phases: (i) the first is the performance of a functional analysis (FA) for the identification of the key functions of the ballast layer, (ii) application of the failure mode and effects analysis (FMEA) for the creation of the failure trees of the functions identified in the previous phase and (iii) application of data aggregation to combine the parameters and indicators in the form of a model to obtain the performance indicators. The results of perfor-mance indicators can be useful for the planning of corrective actions and in case of failures or defects to identify their causes. The methodology allows adapting the conditions and/or needs of each railway manager by modifying the failure modes and modifying the scales proposed for data aggregation.

Coastal beach and dune ecosystems are critically important for shoreline protection and significant resources have been allocated to their conservation. Dune vegetation is known to modify site response to wind, waves, and storms, but little focus has been given to understanding how belowground sediment structures enhance dune stability. A first step in addressing this knowledge gap is to determine optimal methods to measure subsurface sediment properties in onshore sandy environments. Our team performed a comparison of geotechnical and geophysical methods on a restored beach and dune system on Florida’s Atlantic coast. Methods included two types of dynamic cone penetrometer (DCP) systems, a multi-channel analysis of surface wave (MASW) system, a ground penetrating radar (GPR), soil vibracores, and grain size analyses. Two transects were investigated, a 50-meter cross-shore transect and an intersecting 20-meter along-shore transect. The transects were selected to study the gradient of sediment properties from the swash zone to the high dune. Key findings from this study were that the PANDA DCP provided a higher resolution of measurements compared to the standard DCP, which is extremely advantageous in the shallower, less consolidated soils. MASW shear wave velocity results showed similar trends to the DCP cone tip resistance and allowed for measurement of stiffer soils where the DCP reached refusal. In addition, the results from the DCP, GPR and vibracores compared well. Thus, the use of the DCP and GPR systems as minimally intrusive testing options in fragile dune systems was verified.

El equipo de Penetrómetro dinámico ligero a energía variable (PANDA) se ha destinado principalmente alcontrol de calidad de compactación, dejando de lado su uso para la clasificación o identificación del tipo de material, talcomo se ha hecho con resultados del ensaye de CPTu. Con un sondeo de PANDA se aprovecha la versatilidad de ser unequipo compacto y con posibilidad de acceder a zonas donde es complicado ingresar con equipos convencionales para laejecución de SPT y CPTu, con la finalidad de caracterizar los materiales en áreas específicas, de difícil acceso o donde nose requiere llegar a una profundidad mayor a los 5 m. En el presente artículo se propone el desarrollo de una correlaciónpara identificar el tipo de material a partir de la resistencia dinámica de punta (qd) de sondeos de PANDA, llevados a caboen un depósito con descarga de jales fluidos (slurry), partiendo de una calibración con resultados de pruebas de laboratorioen muestras de jales gruesos y jales finos (lamas) extraídas en el mismo punto de ejecución de los sondeos de PANDA,con el propósito de contar con una expresión con mayor aplicabilidad en los jales, que permita una rápida caracterizaciónen zonas superficiales o de difícil acceso dentro del depósito.

Dynamic penetrometer is a worldwide practice in geotechnical exploration and the French Panda®(1) lightweight variable energy is the most developed device nowadays. Widely used in France and other countries, The Panda penetrometer is relatively unknown for characterizing surface soils domain and the possibilities it offers. In this Article, the authors offer a brief review of the principle of measurement, its uses, advantages and disadvantages calibration, and interpretation, as well as the different relationships with other in-situ test (CPT, SPT…) and some geotechnical parameters. A summary of the works that can be found and that are based on this technology is also presented. The overall aim is to provide the reader with a basic historical document for a better understanding of the operation and analysis of the results obtained with this device, enabling it to be integrated, as a complement, into in situ investigation campaigns.

Dynamic penetration tests DPT have been routinely employed in the geotechnical characterization of thesubsoil in different types of engineering projects. The evaluation of the results of these tests has been performed consideringa limited number of parameters obtained in the field, so the definition of new parameters allows a more accurate evaluationof soil characteristics. The purpose of this paper is to present a methodology for the evaluation of the dynamic modulus(Ekd) based on the analysis of the dynamic force and velocity signals recorded in each hammer impact. Variable energyDPT tests were performed on Fontainebleau NE34 sand specimens in a K0 calibration chamber. For each hammer impacton the penetrometer, a decoupling and wave reconstruction method was applied to obtain the force and velocity signals atthe cone-soil interface, which are analyzed in the frequency spectrum to obtain the Ekd modulus. The results show that it ispossible to evaluate the dynamic modulus at different vertical loading conditions and independent of the impact energy levelof the hammer on the penetrometer.

The progressive degradation of railway ballast over time increases the degree of ballast fouling and poses significant drainabilityconcerns leading to frequent maintenance activities. To avoid such issues, an effective and continuous characterization ofthe physical properties of the ballast layer is deemed necessary. This paper introduces the combined use of a bender element(BE) piezoelectric field sensor and a PANDA dynamic cone penetrometer for periodic evaluations of ballast condition overthe traffic use. To simulate various levels of ballast degradation, box tests were conducted using a dolomitic ballast materialcompacted in a laboratory-sized testbed with fouling indices ranging from zero to 39%. BE sensor pairs were embedded inthe ballast layer to calculate the small strain modulus behavior of the ballast assessed through shear wave velocity measurementsunder different confinement conditions. Strength profiles of the ballast at different fouling levels were also measuredusing the PANDA penetrometer. Experimental findings from both test methods indicate the existence of a dense state ofballast linked to a certain fouling index that maximized stiffness and strength characteristics of the tested ballast in dry condition.Accordingly, the potential use of BE field sensors embedded within in-service ballasted track coupled with periodicpenetration testing can be a viable approach to evaluate ballast layer degradation. Various void packing conditions associatedwith ballast fouling levels can be linked to important ballast layer modulus and strength behavior. Further, such smart sensingof ballasted track behavior can provide long-term performance monitoring solutions for ballast cleaning and maintenancescheduling.

Le phénomène de liquéfaction concerne certaines formations géologiques définies par leur nature (sables, limons,vases), granulométrie (uniforme, de 0,05 à 2 mm) ; cohésion (plasticité faible), densité (lâche et moyenne) et degré desaturation (saturée). Généralement ce phénomène a lieu dans des sols sableux non cohésifs et saturés ; mais aussi dansdes sables moyennement grossiers, des limons alluvionnaires, des cendres, des résidus miniers… qui peuvent formerdes dépôts peu denses et instables, particulièrement si ceux-ci présentent une granulométrie uniforme et des particulesde forme arrondies. La liquéfaction se produit principalement dans les sols proches de la surface (z < 15m) et rarementdans des couches plus profondes. La plupart des cas recensés dans la littérature concernent les 10 premiers mètres deprofondeur.

During the Petrinja earthquake sequence in December 2020, numerous liquefied sandejections came to the surface along the Kupa, Sava and Glina rivers in Quaternary alluvialsediments. In October 2022, we performed field investigation in the epicentral area, involvinggeotechnical and geophysical techniques, at different sites with sand ejecta or lateralspreading along the Kupa river. Geotechnical soundings were carried out with variable energydynamic cone penetrometer. We used both Light Dynamic Penetrometer (DPL - Panda)and its Super Heavy version (DPSH - Grizzly), to evaluate the soil characteristics and tospecify the geometries of the various subsurface sedimentary layers. This paper presentsone of the ground site models based on DPL and DPSH tests along with Electrical ResistivityTomography (ERT) profiles. The resulting models will contribute to a better understanding ofmechanical characteristics of soils and their potential to liquefy

In an attempt to go beyond the conventional laboratory experiments widely reported in literature around the emerging technique ofsoil bio-cementation, this work addresses key challenges related to its large-scale application. Precisely, a state-of-the-art installation witha draining bottom boundary is introduced and a novel treatment strategy, based on ex-situ hydrolysis within a 1000 L bioreactor, isdescribed. Hydrolyzed solutions are injected in a tank filled with 0–4 mm sand, via a system of eight injection tubes to treat a total surfaceof 40 m2 across a depth of 2 m. A multilevel, spatial and temporal quality control system is used to monitor the injection processes acrossseveral cycles via chemical and hydraulic means. In total, 20.8 m3 of reactant solutions are supplied to the targeted zone, equal to onepore volume and over 120 chemical analyses are carried-out. Reaction efficiencies overall exceeded 80%, while by increasing the numberof treatment cycles, and thus calcification levels, a gradual increase in the recorded pressure at the injection inlet was captured, thatreached up to 75 kPa. Zones where the injection pressure increased the most are found to yield better resistance in the vicinity of thecorresponding injection tube. A dynamic penetrometer campaign reveals that increase in the tip resistance, is found to exceed 5 MPaand yields more homogenous response across the bottom 0.5 m of the tank, which is believed to reflect the effect of initial confinementon the deposition of calcite. For the zones with the highest cementation, correlated u’ values yield a 5
increase, while the oedometricmodulus is found to double. The results suggest that ex-situ bio-cementation, where hydrolysis occurs in bioreactors instead of inside thesoil mass, is capable of yielding similar precipitation efficiencies and mechanical improvement compared to traditional bio-cementation,where bacteria are injected directly into the soil. Finally, the monitoring of MICP at the scale of typical geotechnical works is discussedalong with the problematic of residual ammonium, which in this study is found to reach absorded quantities of 4 mol/L.

Leaching waste deposits are structures used for the storage of residues generated by hydrometallurgical processes forobtaining copper. Although the mechanical behavior of these types of deposits have historically remained adequate in seismicallyactive countries like Chile, it is necessary to evaluate – for closure and post-closure stages – long-term physical stability, potentialfailure mechanisms, slope stability, and seismically induced deformations. However, the physical and chemical characteristics ofsuch materials impedes geomechanical characterization via traditional in-situ and laboratory tests. Thus, this Article presents a costefficientmethodology to be implemented in evaluating long-term physical stability of leaching waste deposits. We identify the maincontributing failure mechanisms, estimate in-situ conditions, and present the geomechanical parameters for stored material mostsuitable for analysis.

Na geotecnia, as investigações de campo é uma etapa indispensável para o planejamento urbano, para avaliação e elaboração de projetos e, consequentemente, para execução das obras de Engenharia. Sempre buscando, quando possível, técnicas simples, com baixo custo, para a elaboração de bancos de dados, que são compostos por investigação para elaboração de cartas geotécnicas. As cartas geotécnicas destinadas ao planejamento auxiliam na iniciativa de políticas públicas de harmonização entre o processo de urbanização e meio ambiente.As tecnologias de processamento computacional de dados cartográficos tornaram possível manipular, gerenciar e finalmente analisar uma grande quantidade de dados referenciados espacialmente. O Ensaio de Simples Reconhecimento, ou Standard Penetration Test (SPT), é um ensaio muito utilizado no Brasil e no mundo pela simplicidade, robustez, baixo custo e alta experiência empírica acumulada. O ensaio realizado com o equipamento denominado penetrômetro dinâmico leve de energia variável (PANDA 2) fornece dados importantes do perfil geotécnico, por intermédio de aquisição automática em tempo real de uma forma simples e rápida.Foi proposto neste trabalho uma correlação entre os ensaios SPT e PANDA 2, sendo selecionada uma área que está inserida em uma região do Distrito Federal que está passando por um processo de planejamento de urbanização. A área selecionada para o estudo está localizada no Setor Habitacional Taquari Etapa II, inserida na Região Administrativa do Lago Norte.Nesta pesquisa foi proposto também um método de interpolação em ambiente SIG dos dados do PANDA 2 para diferentes profundidades até 4,5m e a partir da correlação dos dados de resistência a penetração SPT com o PANDA, foi realizada uma estimativa da distribuição espacial do valor do SPT para diferentes profundidades até 4,5m, a fim de colaborar com o processo de desenvolvimento urbano da região e fornecer dados para futuras pesquisas que sejam realizadas no setor.

En este trabajo se presenta la aplicación de modelosgeoestadísticos a 71 ensayos con penetrómetro dinámicopesado DPSH Grizzly® realizados durante los últimos7 años en una amplia zona del sector norte de la ciudadde Punta Arenas. Este sector, se caracteriza por tener unaextensa unidad, compuesta de arenas saturadas sueltaspotencialmente licuables, la que está acompañada deotras unidades de menor extensión compuesta por suelosorgánicos y arcillas blandas denominada localmente como“mazacote”. Los modelos geoestadísticos permitieronobtener una correlación espacial de los datos de resistenciapor punta del penetrómetro dinámico DPSH Grizzly®.Mediante estimaciones de interpolación geoestadísticoKriging, se identificaron las unidades geotécnicas queconforman el sector en estudio y también las zonas mássusceptibles al fenómeno de licuación. Se complementóel estudio con datos de sondajes SPT, cartas geológicas ygeomorfológicas y calibraciones al penetrómetro dinámicoDPSH Grizzly®, realizadas durante la ejecución y revisiónde los ensayos.

On a réalisé des essais pénétrométriques de chargement en pointe(dynamiques DCLT et statiques CLT) avec des sables de référence. En exploitant lescourbes DCLT, on estime les courbes CLT. Celles-ci présentent une bonne correspondanceavec les courbes expérimentales. Cette analyse permet de dissocier l’effet statique de l’effetdynamique et ouvre la voie à une meilleure interprétation de l’essai DCLT.

Lateritic soils are the most common materials in tropical areas and widely used in pavement engineering. Infact, in these areas, pavement compaction control is generally performed through the measurements of thein-situ unit weight of the soils. However, these methods are time-consuming and expensive. So, in manycountries, methodology based on the use of the dynamic penetrometer has become widespread for rapid andless costly control of pavement quality. This methodology is efficient but requires calibration between thecone resistance and the dry unit weight. Due to the specific nature of lateritic soils, to their assumed widevariability and probably to other reasons, no calibration has actually been performed in-situ for these soils. Thecalibrations performed until now, has been carried out using chambers in the laboratory. This process providessome bias for the prediction of in-situ dry unit weight, due to the chamber boundary effects which affect coneresistance. This paper proposes a methodology that consists of testing the soils in-situ and in the laboratory,studying cone resistance according to compaction parameters in order to estimate the boundary effects andto propose a model to take them into account when predicting in-situ dry unit weight.

This work presents the results of tests carried out as part of the study of the influence of ballast fouling materials and compaction states on the dynamic cone resistance. It is a complement for a previous study on the statistical analysis of the influence of ballast fouling on penetrometer and geoendoscope data [1].As a result of this previous work, a particular behaviour of the average cone resistance was highlighted. The cone resistance (qd) initially increases with Fouling Index, highlighting the mechanical resistance to penetration improvement of the ballasted layer. Then, when the ballast is fouled, this mechanical resistance decreases. However, the tests cases This behaviour was highlighted for specimens without compaction differences.The present study exposes results obtained from similar test specimens compacted in two new distinct sates. For the same range of Fouling Index (FI), this study confirms the previously highlighted behavior for more compacted test cases with only sandy fouling material.

La caractérisation de sols est une condition indispensable pour le dimensionnement des fondations.Au niveau mondial, les travaux de caractérisation, dont l’objectif est de fournir les paramètres du solpermettant d’adapter l’ouvrage au terrain, sont souvent basés sur la réalisation d’essais in situ.Toutefois, la plupart des essais géotechniques in situ ne permettent pas d’identifier directement lesparamètres constitutifs des couches de sol. De plus, la plupart de ces méthodes ne permettent pasd’avoir une caractérisation des sols de surface avec grande résolution et à faible coût.L’essai de chargement dynamique en pointe (DCLT) réalisé au pénétromètre léger instrumentéPANDA 3® permet d’obtenir des signaux de force, de vitesse et de déplacement au niveau de lapointe au cours de la pénétration. L’essai DCLT permet ainsi d’obtenir une courbe de chargementdynamique du sol lors de la pénétration : la courbe DCLT. Le caractère dynamique et transitoire decette technique, rend possible l’application des méthodes d’analyse intégrant différentes approches(e.g. essais de choc, modèles analytiques d’interaction sol-pointe).L’essai DCLT étant assimilable à un essai de choc, l’exploitation des signaux de force et de vitesselors des premiers instants suivant l’impact permet ainsi d'étudier le comportement à faiblesdéformations et d’en déduire une mesure de vitesse d’ondes du sol. Par ailleurs, du fait de lasollicitation, de la géométrie et des conditions aux limites, l’essai est similaire également à l’essai dechargement dynamique de pieu, où la réponse du sol en pointe est exprimée à l’aide d’un modèled’interaction. Actuellement, un modèle d’interaction de type masse-ressort-amortisseur est le plussouvent appliqué pour exploiter ce type d’essai. Toutefois, celui-ci ne permet pas de traduirecorrectement le phénomène, ni d’accéder à des paramètres d’usage courant en géotechnique (e.g.paramètres effort-déformation). C’est pourquoi, il s’avère nécessaire appliquer une méthodologied’interprétation basée sur un modèle d’interaction plus réaliste et alimenté par les paramètrescaractérisant le comportement du sol déterminé lors de l’essai. Cela constitue le principal objectif dece travail de Thèse Phd.Pour ce faire, une étude expérimentale en laboratoire a été effectuée sur des sables propres deréférence. Ceci afin d’évaluer les différentes méthodes d’interprétation existantes et de testerl’application d’un modèle d’interaction propre à l’essai. Cette étude expérimentale, basée sur laréalisation d’essais de chargement dynamique et statique en chambre d’étalonnage, a permis dedémontrer que les courbes DCLT sont qualitativement comparables aux courbes d’essais statiques.Pour compléter l’étude expérimentale, un modèle numérique en différences finies a été conçu afin desimuler l’essai DCLT. Ce modèle a permis de confirmer les constatations expérimentales etd’investiguer l’influence de différents paramètres. L’analyse des courbes DCLT numériques a permisde vérifier les méthodes d’obtention des paramètres de résistance et de déformation intégrant laméthodologie proposée.Finalement, l’application de la méthodologie d’interprétation des résultats d’essais DCLT est illustréein situ sur un site sableux. Les résultats DCLT obtenus sont comparés à ceux issus des différentesméthodes d’investigation.

La liquéfaction est un phénomène qui peut engendrer des dommages importants pour les êtres humains et leurs activités, et l'évaluation de ce phénomène nécessite donc une attention particulière .Actuellement, l'évaluation du potentiel de liquéfaction peut être réalisée à partir d’essais en laboratoire ou in situ, mais chaque équipement et méthodologie présente des avantages et des inconvénients qui peuvent limiter leur utilisation. Sur cette base, le développement de nouvelles méthodes d'évaluation du potentiel de liquéfaction est nécessaire. Dans ce contexte, une méthode d'évaluation du potentiel de liquéfaction, basée sur la réalisation d'essais de pénétration dynamique à énergie variable, à l'aide d'un pénétromètre dynamique instrumenté d'accéléromètres et de capteurs de déformation permettant la mesure de signaux dynamiques pour chaque impact de marteau, a été proposée. Pour le développement de la méthode proposée, des essais de pénétration dynamique ont été réalisés sur des massifs de sables d’Hostun (HN31) et de Fontainebleau (NE34) dans une chambre d'étalonnage K0. Des essais triaxiaux cycliques pour évaluer les propriétés de liquéfaction des deux sables ont également été réalisés. Avec l’ensemble des résultats obtenus, on peut conclure que la méthode proposée permet d'évaluer les propriétés de liquéfaction des sables.

Among the geotechnical in situ tests, the dynamic penetration test (DPT) is commonly used around theworld. However, DPT remains a rough technique and provides only one failure parameter: blow count orcone resistance. This paper presents an improvement of the dynamic cone penetration test (DCPT) forsoil characterisation based on the wave equation theory. Implemented on an instrumented lightweightdynamic penetrometer driving with variable energy, the main process of the test involves the separationand reconstruction of the waves propagating in the rods after each blow and provides a dynamic coneload-penetration (DCLT) curve. An analytical methodology is used to analyse this curve and to estimateadditional strength and deformation parameters of the soil: dynamic and pseudo-static cone resistances,deformation modulus and wave velocity. Tests carried out in the laboratory on different specimens(wood, concrete, sand and clay) in an experimental sand pit and in the field demonstrated that theresulting DCLT curve is reproducible, sensitive and reliable to the test conditions (rod length, drivingenergy, etc.) as well as to the soil properties (nature, density, etc.). Obtained results also showed that themethod based on shock polar analysis makes it possible to evaluate mechanical impedance and wavevelocity of soils, as demonstrated by the comparisons with cone penetration test (CPT) and shear wavevelocity measurements made in the field. This technique improves the method and interpretation of DPTand provides reliable data for shallow foundation design.

Fouling and deterioration of the ballast are a major problem in opera-tion of railway tracks. Its characterization is thus a fundamental task to optimize decision-making in maintenance or renewal programs. This study aims to char-acterize the fouled ballast using a dynamic penetrometer (PA.N.D.A) and geoen-doscope test1. The methodology presented consists in analyzing the resistance properties of each layer by means of dynamic cone resistance (qd) and then per-forming a geoendoscope test to obtain borehole images for a material character-ization. Statistical analysis of cone resistance and statistical image parameters (texture and colometry) shows their dependence on the degree of fouling as well as on its nature. As ballast fouling increases, the average cone resistance initially increases and then decreases. Images features also depend on the proportion of fouling but especially allow to distinguish different contents of fine pArticles in the fouling material. However, each of the measurements taken separately is not sufficient to determine a ballast fouling amount. In this way, a last study on data fusion has been carried out and shows an improvement in the quantification of the Fouling Index.

En raison de la difficulté de prélèvement d'échantillons non remaniés de sable, la possibilité d'évaluer directement sur site, à partir d'essais in situ, des paramètres de comportement contrainte-déformation pour les sables constitue un enjeu important en géotechnique. Récemment, un nouveau type d'essai au pénétromètre dynamique léger, à énergie variable, associé à une méthode d'analyse dynamique spécifique, a été développé. Le dispositif est entièrement instrumenté et le principe de base est d'analyser le phénomène de propagation d'ondes dans les tiges au cours de l'impact en vue d'obtenir, pour chaque impact, la courbe de chargement force-déplacement de la pointe et d'en tirer des paramètres élémentaires du sol. Dans ce contexte, un programme expérimental a été réalisé à l'aide de ce dispositif évalué en chambre d'étalonnage sur un sable de référence, le sable de Fontainebleau NE34. On a, en particulier, étudié l'influence de paramètres tels que l'état de densité du sable, l'état de contraintes appliqué au massif et l'état du sable (sec ou saturé) sur les résultats obtenus à l'aide de ce dispositif. Sur la base de l'analyse de ces résultats, on donne quelques pistes de réflexion concernant l'utilisation de ce dispositif pour l'évaluation du risque de liquéfaction des sables.

When exploration depth is shallow or site access is limited, a dynamic lightweight penetrometer is an attractive alternative to largepenetrometers. Cone resistance, regardless of the penetration test, is influenced strongly by soil conditions: dry unit weight, overburden stressand water content of the surrounding soil, and fines content. This study explored the effects of these parameters on the cone resistance is in acalibration chamber. A series of tests was conducted in clean sands and mine tailings materials, subjected to different overburden stresses andprepared to different void ratios and degrees of saturation. It was found that dry unit weight and overburden stress significantly increases coneresistance. The effects of water content on cone resistance were more significant in mine tailings materials than in clean sands. An overburdencorrection factor for a dynamic lightweight penetrometer is proposed based on soil conditions, including fines content. Differences fromcommon correction factors used for large penetrometers were observed, and were attributed to the type of soil and range of overburden stressexplored in this study.

Alternative compliance testing methods for earthworks have been covered in many recent publications. One key aspectof alternative compliance testing is that it supplies parameters that correlate directly to design, rather than index tests which have anadditional level of correlation and error margin. For example, laboratory CBR testing is a time-consuming test with a significantcorrelation error with design parameters, particularly in cohesive materials in a semi-arid environment. Performance-based formationdesign is a requirement for many Australian projects, including the Inland Rail (IR) project and finds many applications withinoperation and maintenance. Rail formation performance-based mechanistic design allows a balance between capital expenditure(CapEx) and asset operation/maintenance (Opex) by providing an indication of the formation performance with rail traffic forecast.This performance is expressed in terms of deformation governed by strength and stiffness. Resilient modulus and compressivestrength are critical soil input parameters for mechanistic design and the estimation of deformation over time. These parameters canbe tested directly using alternative compliance testing methods. This paper presents the results of compressive strength and resilientmodulus measured in situ using a Variable Energy Dynamic Penetrometer (VEDP), Light Weight Deflectometer - Portable Impulse(LWD-PI), and Plate Load Test (PLT) and laboratory Unconfined Compressive Strength (UCS) during a full-scale trial. This paperalso presents an alternative compliance testing method for a brownfield application. A geospatial/cloud based report displaying nearreal-time communication of the alternative compliance results is presented. The alternative tests reduce the level of laboratory testingeffort while the near real time display of results aids in construction time frames which is of particular benefit to projects in remotelocations. The methods can be combined with traditional field testing methods to develop site-specific correlations and validategeotechnical parameters assumed in the design.

Soil liquefaction is one of the most destructive phenomena caused by earthquakes. Nowadays, it has beenmainly studied regarding the risk assessment trough in-situ penetration tests (SPT, CPT) that allow identification of potentiallyliquefiable layers. However, most of these techniques are limited by site accessibility, cost and amount of informationcollected during the survey. Development of portable, cost effective and efficient equipment as well as the methodsto assess cyclic resistance ratio (CRR) are necessary. This paper presents the first results aimed at establishing apseudo-empirical laboratory methodology for liquefaction risk assessment of sandy soils through a lightweight instrumenteddynamic penetrometer. A series of dynamic test on sand samples were performed in calibration chamber. Fillingmaterial of each sample is sand of Fontainebleau, different density and overburden pressure has been reproduced. Oneach sample, a dynamic penetration test was conducted and for each hammer blow, strain, forces, acceleration and displacementwere recorded as well as dynamic penetration resistance (qd), computed by wave equation analysis, are obtained.At the end, graphs or charts for correlating qd, density index and overburden pressure are presented in order toassess CRR of soil.

Le Transgabonais, principale ligne ferroviaire du Gabon, constitue un maillon essentiel dans l’´economie de cepays. En effet, cette ligne est utilis´ee pour le transport des biens et des personnes mais ´egalement et principalementpour l’acheminement des minerais (notamment du mangan`ese), l’une des principales ressources du pays. Une partiede cette ligne est construite sur des sols p´elitiques au comportement m´ecanique m´econnu. Dans cette partie dela voie, des probl`emes de d´eformabilit´e importants, pr´esents sur des portions r´epertori´ees comme  zones instables et ayant entrain´es plusieurs accidents, obligent actuellement l’entreprise exploitante `a multiplier les op´erationsde maintenance et `a r´eduire le nombre et la vitesse des convois entrainant de fait, un ralentissement de la chaine deproduction des minerais.L’objectif de ce travail est double. Premi`erement, il s’agit d’´etudier le comportement de ces sols fins, constitutifsde la plateforme, en conditions non satur´ees et sous sollicitations cycliques. Par ailleurs, il s’agit de proposerune m´ethodologie de caract´erisation et de diagnostic de la voie in-situ permettant d’alimenter un mod`ele depr´ediction de d´eformations permanentes en vue d’optimiser la politique de maintenance. Pour ce faire, deux zonesinstables particuli`eres ont ´et´e ´etudi´ees. Une campagne d’essais in-situ a ´et´e r´ealis´ee sur chacune de ces zones envue de caract´eriser leurs propri´et´es en place et la variabilit´e de ces propri´et´es. Par la suite, des campagnes d’essaisde laboratoire ont ´et´e effectu´ees avec deux objectifs. D’une part, d´eterminer les courbes calibration des mat´eriauxconstituant la plateforme en vue de relier leur poids volumique sec `a la r´esistance dynamique de pointe. D’autrepart, caract´eriser les propri´et´es de ces mat´eriaux, d´eterminer leurs courbes de r´etention en fonction de leur densit´eet ´etudier leur comportement en condition non satur´ee et sous sollicitations cycliques.Les r´esultats obtenus ont permis premi`erement d’identifier les mat´eriaux constituants la plateforme. Dans undeuxi`eme temps, l’obtention des courbes de r´etention d’eau pour diff´erents indices des vides initiaux, a permisd’´etablir une relation lin´eaire entre l’indice des vides et la succion d’entr´ee d’air. Les essais triaxiaux (monotoneset cycliques) ont permis d’´etudier le comportement du sol et de  caler  un mod`ele de pr´ediction des d´eformationspermanentes. Ce mod`ele donne une bonne estimation de la d´eformation permanente et, est aliment´e `a partir desmesures in-situ. Il peut ˆetre aussi utilis´e pour estimer les tassements du sol de plateforme.

This paper proposes a methodology for the calibration of the curves from the dynamic cone loading test (DCLT) andthe settlement curves of the shallow foundations according to the load-settlement curve method. A procedure for the analysis ofobtained DCLT curves is proposed to separate the dynamic and static components. The fitting of a hyperbolic model andnormalization with respect to cone resistance is carried out. The obtained DCLT curves are compared and adjusted based on differenttests carried out either in the laboratory or in situ. The results show the practical and technical feasibility of the method

Conventional geotechnical soil classifications aim to classify soils into families withgeotechnical characteristics and therefore similar behaviour, however, they require coresamples and laboratory identification testing. Several empirical systems for estimating thenature of the soils have been developed on the basis of several in situ geotechnicaltests. However, at present these systems remain empirical and they are often only used on anindicative basis. The objective of this article is, based on the analysis of dynamic penetrometricsignals, to develop a methodology able to provide an estimate of the nature of the soilcrossed. The methodology developed provide an automatic classification based on ArtificialNeuron Networks (ANN) tools. Two types of ANN architectures were considered: MultilayerFeedforward Perceptron (MFP) and Probabilistic Neural Network (PNN). The learning of thesetwo tools was achieved through a base carried out in the laboratory and in situ. The bothclassification models were then tested in blind conditions and showed a good efficiency forcalibrated soils and promising results for in situ soils.

The PANDA variable energy dynamic cone penetrometer (DCP) is a mobile, instrumentedDCP that enables rapid site investigation by one user. The PANDA was utilized in this study tomeasure cone tip resistance and develop site profiles at a blast liquefaction test site inChristchurch, New Zealand. The blast liquefaction testing occurred at two areas within the site.The first blast test was performed in soil that had been improved by resin-injection, whereas thesecond test was performed in untreated soil. Measurements were performed with the PANDADCP prior to liquefaction and following liquefaction to evaluate changes in soil resistance as aresult of liquefaction. Cone tip resistance profiles were developed for depths to 4.5 m and tookapproximately 30 min to complete. Results of the testing showed changes in cone tip resistanceas a result of liquefaction for the untreated site where a decrease in resistance was observed. Inaddition, the PANDA DCP results were compared with cone penetration tests that wereperformed prior to liquefaction at both test areas and showed good agreement. The PANDA DCPwas found to be a useful tool for site investigation following blast liquefaction tests as tests couldbe completed within 30 min of deployment in difficult to access areas.

La Grande Guerre a fortement marqué les paysages, notamment sur le front ouest, des Flandres àl’Alsace. Les cratères de mines, les trous d’obus, les abris, les tranchées et boyaux decommunications dégagent des « polémopaysages » caractéristiques de la zone de front. Ces« polémoformes » subsistent sous couvert forestier et sont mises en évidence à l’aide du LiDARaéroporté alors qu’elles sont intégralement nivelées en zone cultivée. En Champagne, l’extensionde la ville de Reims occasionne des prescriptions archéologiques et permet de mieux connaîtrel’organisation spatiale et la nature du remplissage de ces formes, par une approchearchéométrique (pénétromètrie dynamique, coupes mécaniques orientées, photographies pardrone). L’analyse réalisée sur un secteur expérimental de 2 ha, en première ligne de défense,permet de caractériser les structures archéologiques de la Grande Guerre dans un contextetypique de rendosols sur poches de cryoturbation étirées dans la craie de Champagne. Lesrésultats montrent que les formes de la Grande Guerre sont nivelées par un remplissagepolyphasé avec une sédimentation fine synchrone au conflit, suivie d’un remblaiementhétérométrique peu consolidé. Ce dernier provenant des géomatériaux du parados et du parapetdémantelés, est riche en fragments métalliques des réseaux de défense accessoire, surmonté d’unapport de terre végétale. La bombturbation détermine également une contamination métalliquepar « effet pépite » circonscrite aux entonnoirs d’obus, comblés par des apports de terre. Cespédoturbations anthropiques déterminent d’importantes disparités spatiales des réserveshydriques du sol et sont associées à des risques géotechniques et pyrotechniques.

Pavement design with some soils, such as lateritic soils, is still a “real challenge” in some countries. In the tropical countries guide, recommended for Burkina Faso, the pavement design is performed according to the class of traffic and the soil bearing capacity, characterized by the soaked CBR index (Californian Bearing Ratio). In practice, the validation of pavement structures is possible using numerical models requiring the thickness, the Poisson’s ratio and the elastic modulus of the pavement’s layer materials, as input data for the stresses and the strain calculation. Until now, the guides provide none value of the modulus for the lateritic soils. So, the modulus is estimated by assimilating the lateritic soils to untreated coarse gravels (or GNT: Graves Non Traitées in the French guideline) with known modulus or by using empirical correlations based on the soaked CBR index. This approach lead to an erroneous estimating of modulus of lateritic soils, and to an under or overdesign of pavement structures, due to the fact that the specific correlation suitable for these soils in Burkina Faso is not known. So, this paper was interested in the characterization of lateritic soils from Burkina Faso, according to their CBR bearing capacity, their elastic modulus and to their compaction parameters, after having been assured that the selected soils were representative of country’s road soils. The objective is to perform a specific model for estimating the elastic modulus of these soils. Analysis of the studied parameters showed that CBR and elastic modulus, both depend on moisture content and dry unit weight of soils. A correlation was thus performed between elastic modulus and CBR index. The specific correlation obtained is in power form: E= a.CBRb and relatively close to whose obtained by Green and Hall, where a=66.50 and b=0.526.

Soil liquefaction is one of the most destructive problems produced during earthquakes and its analysispresents difficulties associated with taking samples and performing tests under the surface. Against this, in situ analysismethod based on penetration tests (CPT, SPT) have been developed. Each penetration equipment has its own characteristicsand different application possibilities, so it is necessary to expand the analysis methods to other equipment. Thispaper presents a state of the art on the application of the PANDA® variable energy light dynamic penetrometer in theanalysis of resistance to liquefaction. An exhaustive bibliographic review of the PANDA® penetrometer developed methodshas been carried out. It is concluded that the methods presented are applicable for the preliminary analysis of liquefactionresistance.

Investigar as propriedades mecânicas do solo é imprescindível para que se tenha um bom resultadono cálculo de projeto nas obras de engenharia. É necessário compreender as diferentes condições de campoem que o solo se encontra e como estas influenciam em seu comportamento, uma vez que o solo é um materialheterogêneo e, muitas vezes, não saturado. Neste contexto, insere-se a sondagem PANDA 2, muito conhecidapela sua praticidade, leveza e rapidez na execução de sondagens rasas do subsolo. Assim, este estudo visa, pormeio da sondagem PANDA 2, analisar a influência das distintas condições de campo, nos períodos seco echuvoso, nos parâmetros de resistência à penetração do solo de um campo experimental da Escola deEngenharia Civil e Ambiental (EECA) da Universidade Federal de Goiás (UFG). Foram executadas seissondagens, sendo três no período seco e três no período chuvoso, ao longo de cinco metros de profundidade.Os resultados indicaram que os primeiros 0,75 m apresentam os maiores valores de resistência à penetração(qd). Verificou-se que o PANDA 2 apresentou considerável sensibilidade na aquisição dos dados em funçãoda condição de campo, e que o acréscimo de coesão devido à variação da sucção matricial do solo tem grandeinfluência no parâmetro qd ao longo da zona ativa do solo.

No intuito de subsidiar um reconhecimento local, buscar técnicas, equipamentos versáteis combaixo custo e ferramentas digitais adequadas para elaboração de um produto que subsidia a cartografia geotécnica, esta pesquisa propõe a utilização do Ensaio de Penetração Dinâmica de Cone Leve tipo PANDA2, equipamento portátil, com um dispositivo de aquisição automática de energia e de profundidade de cravação, fornecendo um atributo significativo de resistência mecânica dos materiais inconsolidados, utilizado conjuntamente com o Sistema de Informações Geográficas (SIG) que permite manipular, gerenciar e analisar dados coletados referenciados espacialmente. Isto posto, foi possível elaborar uma Carta de Resistência àPenetração que servirá como contribuição paras cartas geotécnicas que atendam à demanda da região do Setor Habitacional Taquari Etapa II, localizada em Brasília-DF, por estudos aplicados ao planejamento urbano, visto as discussões acerca da sensibilidade ambiental da área estudada.

Пути сообщения в России по праву занимают одно из ключевых мест в народном хозяйстве в связи с географическим условиями, технологическими особенностями экономики и возможностью максимального использования транзитного потенциала страны. Проблема модернизации транспортной системы России, ее адаптации к требованиям функционирования народного хозяйства и внешнеэкономических связей становится все более актуальной для регионов Севера.В рамках основного этапа экспедиции «Трансполярная магистраль», проведенной Русским географическим обществом (РГО) совместно с Российским университетом транспорта (РУТ) с 19 сентября 2019 года по 15 октября 2019 года специалистами Российского университета транспорта обследованы территории Красноярского края для оценки возможности проектирования и строительства путей сообщения в данных регионах.Отсутствие транспортной инфраструктуры, непредсказуемость поведения мерзлых грунтов при промерзании-оттаивании, наличие слабых грунтов в основаниях сооружений, сложные природно-климатические условия, все эти факторы обуславливают сложность строительства в данных регионах.В данной статье рассмотрено определение прочностных характеристик грунтов с помощью динамического пенетрометра-плотометра Panda в полевых условиях. Сделаны выводы о целесообразности использование данных грунтов в основаниях сооружениях.В связи с отсутствием в Норильском районе карьеров по добыче гранитного щебня и сложность транспортировки данного материала, проанализировано применение отходов Норильской металлургии в качестве замены щебня.Результаты, изложенные в статье, являются частью диссертационного исследования Артюшенко И.А. «Усиление основания земляного полотна вертикальными столбами из щебня на участках с многолетнемерзлыми грунтами».

This paper will present a field comparative study between shear wave velocity measurements (Vs), deduced from compression wave velocity (Vp) and signal analysis with Panda 3® test, and those obtained by correlation through Ménard pressuremeter tests, CPT tests and seismic surface wave method (MASW) on a sandy site in southern of France. The purpose of this paper is to confirm the consistency of Panda 3® shear wave measurements with measures resulting from traditional geotechnical investigation methods.

On simule le battage d’un pénétromètre dans un sol homogène avec la méthode aux différences finies. L’objectif est de mettre au point un modèle simple mais qualitativement représentatif de cet l’essai Panda 3®. On analyse l’influence des paramètres effort-déformation du modèle rhéologique choisi dans les courbes charge-enfoncement de la réponse du modèle.

Field determination of small-strain modulus (E0) and compressional wave velocity (cp) is a major issue.Even though many techniques allow determining these parameters, most of them are not able to provide precise andreliable data at low-cost. Moreover, most of these techniques do not allow to assess a soil strength parameter. Panda 3®is a dynamic penetrometer for shallow soil characterization. The device’s principle consists to measure wave propagationwithin the rod to each blow during driving. Force and acceleration measurements combined with signal analyses allowthe obtain stress and velocity generate by the impacts. An approach based on the shock theory is proposed to determinecp and E0 from shock related equations. This paper presents the principle and the theoretical background applied. Additionally,shock relationships provide an estimating of soil axial stress-strain response during each shock. The results froma series of test carried out in calibration chamber on two sands at different densities, moisture contents and confiningstresses are presented. These results are compared to those reported in the literature.

Dynamic penetrometer is a worldwide practice in geotechnical exploration and Panda lightweight variable energy is the most developed device nowadays. Widely used in France, in Europe and other countries, Panda remains unknown. This paper presents the Panda test and the main goal is to establish an empirical correlation between dynamic variable energy penetrometer (Panda) and cone penetration test CPT. This study is based on about 100 comparative tests performed the last 20 years around the world. In order to demonstrate the good agreement obtained as well as to complete comparative database, an experimental campaign, carried out recently in France, is presented. A general correlation and qc model prediction is proposed.

L'évaluation du risque de liquéfaction d’un site ou d’un ouvrage est nécessaire pour éviter des dégâts humains et économiques. Les méthodes actuelles d'évaluation sont principalement basées sur l'essai de pénétration, SPT ou CPT. Ces méthodes permettent de caractériser le sol et estimer un facteur de sécurité contre l'occurrence ou la non-occurrence d'une liquéfaction. Cet article présente les premiers résultats des essais de pénétration dynamique complètement instrumentés (le P.A.N.D.A.3®) sur des échantillons de sable fabriqués dans une chambre d’étalonnage (état K0). Les résultats montrent une bonne corrélation entre la résistance à la pénétration dynamique qd et l'indice de densité du sol Id, permettant d'établir une équation générale qui relie ces paramètres et la contrainte de surcharge effective appliquée à l'échantillon.

Avec un pénétromètre, la résistance à la pénétration dans le sol peut être mesurée demanière simple. Cela permet de localiser et d'évaluer indirectement la compaction du sol. Enfonction du mécanisme de pénétration, on distingue les types de dispositifs statiques etdynamiques. Outre le mécanisme de pénétration, les types de dispositifs diffèrent aussisouvent en termes d'embouts coniques. La résistance à la pénétration mesurée dépend dedifférents facteurs d'influence, tels que le type d'appareil, la densité du support ou la teneuren eau du sol. Il est donc difficile de comparer les mesures entre différents types depénétromètres, entre des enquêtes répétées ou entre différents lieux.L'objectif du présent travail était de comparer les mesures de différents types depénétromètres et de trouver les causes des éventuelles différences de mesure. Le projetvisait également à faire des suggestions pour des travaux ultérieurs. Afin de pouvoiratteindre les objectifs définis du projet, des tests comparatifs ont été réalisés en été 2019 encollaboration avec l'Office national de surveillance des sols (NABO). À cette fin, des mesuresont été effectuées simultanément sur un total de 12 sites en utilisant à la fois la sondedynamique PANDA et le pénétromètre statique de Eijkelkamp. Cela a permis de collecterdes données de mesure sur des sites présentant des textures de sol différentes et, grâce àdes enquêtes répétées, également une humidité du sol variable. En outre, les relevéssimultanés avec les deux méthodes permettent une comparaison entre les types depénétromètres.Des mesures simultanées avec différents types de pénétromètres et de cônes de sondageont révélé des déviations systématiques entre les types de processus. Les résistancesabsolues à la pénétration de la sonde PANDA et du pénétrologue ne sont donc pascomparables. En moyenne, des résistances de pénétration plus faibles sont mesurées avecle pénétrologue, en particulier lors de l'utilisation de cônes de sondage plus grands. De plus,les couches potentiellement compactes sont imagées de manière disproportionnée avec lasonde PANDA. En dérivant des équations empiriques simples, on a essayé de calculer lesrésistances à la pénétration en fonction de la densité de la litière et de la teneur en eau.Cependant, les valeurs mesurées modélisées ont généralement montré une concordanceinsuffisante avec les résistances à la pénétration mesurées. Pour améliorer les modèles, desvariables supplémentaires, telles que la texture du sol ou un facteur de géométrie pour lapointe du cône, pourraient devoir être intégrées dans les équations.Sur la base des enquêtes menées sur le terrain, les différences entre les typesd'équipements n'ont pu être expliquées que de manière insuffisante. C'est pourquoi denouvelles approches méthodologiques devraient être envisagées dans des étudesultérieures. Par exemple, les données de terrain pourraient être complétées par dessimulations informatiques. Ces simulations permettent de mieux comprendre l'interactionpointe-sol et les forces et résistances qui agissent sur elle. Une autre approche pourraitconsister à mesurer la résistance à la pénétration sur des sols artificiels ou des matériauxsemblables à des sols où les densités et les teneurs en eau des différentes couches sontconnues et constantes. Cette approche pourrait également fournir des explications sur lesécarts de mesure entre les types de méthodes.

Mit einem Penetrometer kann auf eine einfache Weise der Eindringwiderstand im Boden gemessen werden. Dadurch können indirekt Bodenverdichtungen lokalisiert und beurteilt werden. Je nach Eindringmechanismus wird zwischen statischen und dynamischen Gerätearten differenziert. Zusätzlich zum Eindringmechanismus unterscheiden sich die Gerätearten auch oft in Bezug auf die Konusspitzen. Der gemessene Eindringwiderstand ist von verschiedenen Einflussfaktoren, wie der Geräteart, der Lagerungsdichte oder dem Bodenwassergehalt, abhängig. Der Vergleich von Messungen zwischen verschiedenen Penetrometertypen, wiederholten Erhebungen oder unterschiedlichen Standorten wird dadurch erschwert.Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Messungen verschiedener Penetrometertypen miteinander zu vergleichen und Ursachen für allfällige Messunterschiede zu finden. Das Projekt sollte zudem Vorschläge für weiterführende Arbeiten machen. Um die definierten Projektziele erreichen zu können, fanden im Sommer 2019 in Zusammenarbeit mit der Nationalen Bodenbeobachtung (NABO) Vergleichsprüfungen statt. Zu diesem Zweck wurden auf insgesamt 12 Standorten zeitgleich sowohl mit der dynamischen PANDA-Sonde als auch mit dem statischen Penetrologger von Eijkelkamp Messungen durchgeführt. Dadurch konnten Messdaten von Standorten mit unterschiedlichen Bodentexturen und, aufgrund wiederholter Erhebungen, auch mit variierenden Bodenfeuchten gesammelt werden. Zudem ermöglichen die zeitgleichen Erhebungen mit den beiden Verfahren ein Vergleich zwischen den Penetrometertypen.Durch die zeitgleiche Messung mit verschiedenen Penetrometertypen und Sondierkonen konnten systematische Abweichungen zwischen den Verfahrensarten aufgezeigt werden. Die absoluten Eindringwiderstände der PANDA-Sonde und des Penetrologgers sind deshalb nicht miteinander vergleichbar. Mit dem Penetrologger werden durchschnittlich tiefere Eindringwiderstände gemessen, insbesondere bei der Verwendung grösserer Sondierkonen. Zudem werden potenziell verdichtete Schichten mit der PANDA-Sonde überproportional hoch abgebildet. Durch die Herleitung einfacher empirischer Gleichungen wurde versucht, Eindringwiderstände anhand der Lagerungsdichte und des Wassergehaltes herzuleiten. Die modellierten Messwerte zeigten jedoch im Allgemeinen eine ungenügende Übereinstimmung mit den gemessenen Eindringwiderständen. Zur Verbesserung der Modelle müssten möglicherweise noch weitere Variablen, wie die Bodentextur oder ein Geometriefaktor für die Konusspitze, in die Gleichungen integriert werden.Anhand der durchgeführten Felduntersuchungen konnten die Unterschiede zwischen den Gerätearten nur unzureichend erklärt werden. Aus diesem Grund sollten bei weiterführenden Studien neue Methodenansätze berücksichtigt werden. So könnten Felddaten mit Computersimulationen ergänzt werden. Durch solche Simulationen kann die Spitze-Boden-Interaktion und die dabei wirkenden Kräfte und Widerstände besser nachvollzogen werden. Ein weiterer Ansatz wäre eventuell auch die Messung des Eindringwiderstandes auf künstlichen Böden oder bodenähnlichen Materialien, bei denen die Dichten und Wassergehalte der einzelnen Schichten bekannt und konstant sind. Auch dieses Vorgehen könnte Erklärungen für die Messabweichungen zwischen den Verfahrensarten liefern.

Since soils are natural and non-homogeneous materials, spatial variability of their properties hasbeen recognised as one of the main sources of uncertainties affecting geotechnical analyses.However, soil testing is limited and the description and quantification of the resulting soilvariability still remain largely subjective in practice. In this paper, anapproach is proposed torationally evaluate the soil spatial variability using field data provided by a site investigationprogramme based on a lightweight dynamic cone penetrometer test. The first part deals withthe boundary identification of statistically mechanical homogeneous soil units. The second partfocuses on modelling spatial variability through 3D conditional random fields in thehomogeneous soil units previously identified. This approach has been applied to and studied ina real site investigation carried out in an alluvial Mediterranean deltaic environment.

Este estudo tem como objetivo apresentar o ensaio PANDA 2 como uma nova possibilidade deensaio de campo para solos tropicais e introduzir um novo conceito na análise usando o Princípio daConservação da Energia Mecânica para desenvolver a energia de cravação. O número de golpes em cadasondagem é também apresentado como uma maneira de comparar a produtividade do ensaio com diferentesseções transversais. Os resultados mostraram que o ensaio desenvolvido com seções transversais de 4 cm² sãomais produtivos e a análise usando conceitos de energia possui uma maior força representativa do ponto devista físico.

O desenvolvimento de métodos que possam avaliar de forma direta in situ a resistência mecânica de solos compactados na construção de pavimentos é cada vez mais demandado no meio técnico e acadêmico, principalmente para avaliações considerando o Índice Suporte Califórnia (ISC), determinado em laboratório e utilizado como padrão de referência para os serviços de compactação do solo em campo. Nesse sentido, neste trabalho fez-se um estudo comparativo, em laboratório, entre os ensaios ISC e PANDA 2. Os resultados obtidos mostraram alta correlação entre os ensaios PANDA e ISC, obtendo-se valores de R² superiores a 0,98 para correlações lineares e potenciais, indicando o potencial de utilização do ensaio PANDA 2 na obtenção de parâmetros de resistência em camadas de pavimentos.

This paper describes a servo-assisted and computer-controlled variableenergy super heavy penetrometer (DPSH) for dynamic cone testing denominatedGrizzly-EV®. The equipment controls and adjusts the hammer driving energy asrequired depending on the penetration of the probe into to ground to maintain arelatively constant energy/settlement ratio throughout the test. Results of in-situ testsconducted at four different sites in France and Spain are used to assess therepeatability, sensitivity and reliability of the equipment. Comparisons to results ofcone penetration tests (CPT) are also presented and discussed.

O artigo apresenta um estudo utilizando o equipamento PANDA 2, um ensaiopenetrométrico de cravação dinâmica de ponteira cônica, no que tange a influência do uso deponteiras cônicas de seções com áreas diferentes. O resultado obtido na sondagem é um penetrogramaque representa a variação da Resistência à Penetração Dinâmica (qd) do solo com a profundidade.Foram testadas ponteiras com seções transversais de 4 e 10 cm² em sondagens no campo experimentalda EECA/UFG, a fim de testar se a ponteira cônica de maior diâmetro evita o atrito prematuro entreo conjunto de hastes e as paredes do furo. Os resultados permitiram observar que houve a influênciada área da seção transversal da ponteira cônica na resistência qd e a comparação dos valores NSPT comos da sondagem PANDA 2 a fim de se obter correlações para o perfil de solo estudado.

This paper presents a calculation method for obtaining the continuous variation in stress between the tip and the soil during dynamicpenetration tests, particularly in the case of using the Panda 3
penetration testing device. The originality of the method is that the tipstress can be computed continuously throughout the driving process. For each impact of the hammer on the penetrometer, data arerecorded by sensors located at the top of the apparatus. Then, the stress at the tip and the displacement of the apparatus are calculatedwith a method based on the propagation of waves in the device. A three-dimensional numerical model of the penetration test, based onthe Panda 3
specifications and using the discrete element method (DEM), is proposed in this paper. The purpose of the simulations is tovalidate the calculation method by comparing the curves of the tip stress versus the penetration distance obtained in two different ways,the first being the distance directly observed at the tip and the second being the distance calculated from the data recorded at the top ofthe penetrometer, as with the experimental device. The entire apparatus is represented, including the hammer, the rod, and the tip, and isdriven into the model soil. The calculation method is applied, and the results are compared to the actual response of the soil to the drivingof the penetrometer directly at the tip, which can be obtained with the numerical model. The responses are found to be very similar,confirming the theoretical framework and its underlying assumptions. This method is applied to dynamic penetration tests and providesthe opportunity to obtain mechanical parameters other than the tip resistance from the tests.

The experimental and numerical investigation of terramechanical problems isa new research field in soil mechanics. It concerns the interaction of tiredwheels or tools with the ground. Such problems are characterized by largedeformations. The insight gained so far derives primarily from experimentalinvestigations, on the basis of which simplified interaction models have beenestablished. The numerical simulation is performed either by the DEM or byexplicit FEM algorithms. A particular challenge is imposed by the lowpressure level prevailing in the vicinity of the terrain surface in contrast tohigh pressures encountered in classical geotechnical engineering problems.The present thesis deals with the experimental investigation and numericalsimulation of a compliant wheel/tire in interaction with unsaturated soil.While in most of the works in the literature these two aspects are treatedseparately, an integral consideration is made here.An essential parameter is the in-situ density. Empirical methods are criticallyreviewed and applied in a field test on Mount Etna. The tests in the laboratorycomprise compressional and shear tests on various materials, as well as largedirect shear tests on a flat tire section to assess soil-tire interface parameters.Stationary tests on a compliant wheel resting on a soil layer are carried out toidentify the effects of moisture content on the vertical soil-wheel interaction.Results of the experiments are then used to parametrize an elasto-plastic soilmodel that is subsequently used in numerical simulations of a moving wheelby means of an explicit FEM code. The results are used to assess the effectsof the initial driving parameters on the response characteristics.The present dissertation provides a significant contribution to experimentaland numerical terramechanics, and can be used as a starting point to moreelaborate models involving various terrain types, advanced constitutive lawsfor the soil and different operation modes.

El Penetrómetro de Cono Dinámico (DCP) ASTM 6951 es uno de losensayos más utilizados para el control y dimensionamiento de proyectos deinfraestructura en los Estados Unidos y en algunos países de Asia y América del Sur.El DCP se presenta como una prueba de aplicación sencilla y económica quetambién cuenta con una gran cantidad de datos disponibles en la literatura sobre suuso y aplicabilidad en diferentes proyectos de movimiento de tierras y tipos de suelo.Sin embargo, tiene desventajas intrínsecas asociadas con el principio defuncionamiento rústico y el análisis de datos, presentando una baja capacidad depenetración contra suelos más duros y una disminución en la confiabilidad de lasmediciones. El Penetrómetro de cono dinámico ligero de energía variable PANDA®(NF-P-94-105) es ampliamente utilizado en Francia y se usa cada vez más en lospaíses europeos, algunos países asiáticos y sudamericanos, como Chile (NCh3261/2012). El equipo PANDA® tiene ventajas sobre el DCP, pues aumenta laprecisión y confiabilidad de los datos obtenidos in situ, además de presentar unamayor versatilidad y tiempos de aplicación más cortos. Además, el alto rendimientopermite evaluar de manera fácil y económica la variabilidad espacial de lascaracterísticas del suelo. A pesar de todo, el penetrómetro PANDA® es pococonocido en el continente americano. En este trabajo, se propone una metodologíade análisis y correlación entre los resultados de DCP y PANDA® aplicable adiferentes tipos de suelos y condiciones de operación, basada en un experimento delaboratorio y ensayos de campo. Los resultados muestran una buena coincidenciaentre los resultados de la prueba DCP y PANDA® utilizando las correlacionespropuestas, lo que permite el uso de la base de datos histórica de pruebas DCP conla aplicación de ensayos PANDA®.

El empleo de equipos geotécnicos avanzados, ligeros y de fácil manejo es cada vez más demandado porlos profesionales del sector. De igual modo, el control de compactación en las obras de tierras, ya seangrandes cuerpos de terraplenes o rellenos localizados de zanjas, cobra una especial importancia paragarantizar su capacidad de soporte con el tiempo. El equipo Panda es un penetrómetro ligero a energíavariable que permite realizar un adecuado control de compactación y la investigación del terreno con finesgeotécnicos.En el presente artículo se aborda la descripción técnica del equipo y su aplicación por Orbis Terrarum enel control de compactación de las arenas de miga (arcosas terciarias de la cuenca de Madrid) que sonampliamente empleadas en la formación de rellenos por sus características óptimas.Para ello se ha realizado un estudio específico basado en una amplia batería de ensayos de laboratoriosobre las arenas de miga para determinar los parámetros necesarios para su control de compactación enel equipo Panda.

Dynamic penetrometer is a worldwide practice in geotechnicalexploration and Panda® lightweight variable energy is the most developed devicenowaday. Widely used in France, in Europe and many other countries, Panda®remains unknown. A brief state of art is presented. The principle, the use andinterpretation as well different relationship with other methods and geotechnical

Die Fruchtfolgeflächen in der Schweiz sind unter Druck. Beim Bau von Gewächshäusern stellt sich die Frage, ob diese weiterhin als Fruchtfolgeflächen angerechnet werden könnten oder nicht. Über die Qualität von Ge-wächshausböden in Abhängigkeit vom Anbausystem gibt es nur wenige Daten. Um für diese Diskussion und allfällige Entscheide eine Datengrundlage zu schaffen, sollen im vorliegenden Projekt die Qualität unterschied-lich genutzter Gewächshausböden untersucht werden. Der Fokus liegt auf folgenden Forschungsfragen: In-wieweit beeinflussen der Bau und Betrieb von Gewächshäusern die betroffenen Böden? Welche Rolle spielt die Bewirtschaftungsart? Unter welchen Bedingungen erfüllen Gewächshausböden die Kriterien eines frucht-baren Bodens?Für die Untersuchungen wurden sieben Gewächshäuser (GWH) mit unterschiedlicher Bewirtschaftung aus-gewählt: Bodenkultur (BK), Hors-sol (HS) und saisonale Wechsel zwischen Bodenkultur und Hors-sol (W). Auf jeweils drei Plots in den Gewächshäusern und auf ausserhalb der Gewächshäuser liegenden Referenzflächen wurden biologische und physikalische Bodenparameter erhoben und Profilansprachen durchgeführt. Die bio-logischen Parameter sollen eine Aussage über die biologische Aktivität und die Biodiversität in den Böden ermöglichen, die physikalischen den Einfluss des Baus und der Bewirtschaftung auf die Dichte und den Was-serhaushalt des Bodens untersuchen. Auch das Erfassen chemischer Parameter wurde verzichtet, da in der Diskussion um Fruchtfolgeflächen nicht von zentraler Bedeutung sind.Obwohl die Vergleichbarkeit zwischen Gewächshäusern und Referenzflächen und auch die Einheitlichkeit der Eigenschaften der Gewächshausböden nicht in allen Fällen optimal war, ist es möglich, den Einfluss der Be-wirtschaftung auf die Gewächshausböden zu erkennen. Sowohl in den GWH mit BK, als auch in denjenigen mit W sind die Gehalte an organischem Material erhöht, vermutlich wegen der mit den Setzlingen eingebrach-ten Torfpresslingen. Biologische Parameter wie mikrobielle Biomasse, DNA Menge und Bodenatmung korre-lieren üblicherweise stark mir Corg. In den GWH mit BK ist dies der Fall. Bei den GWH W ist die Korrelation aber um einiges weniger stark, als man es erwarten würde. Dies und die Tatsache, dass in den letzteren der metabolische Koeffizient deutlich erhöht war, lässt auf nicht ideale Bedingungen für die Bodenorganismen unter W schliessen. Die Gewächshäuser mit HS weisen die geringsten Gehalte an Corg auf und zeigten auch sonst eine tiefere biologische Aktivität als die übrigen Versuchsflächen. Mithilfe der molekularbiologischen Untersuchungen konnten standortspezifische aber auch gewächshausspezifische Lebensgemeinschaften in den Böden nachgewiesen werden. Generell war der Artenreichtum in den Gewächshausböden tiefer als in den dazugehörigen Referenzflächen. Interessanterweise konnten viele erwünschte oder unerwünschte Ziel-organismen neben phytopathogenen auch pflanzenstärkende und bodenbelebende Mikroben nachgewiesen werden.Durch die Messung von bodenphysikalischen Grössen konnten bei allen untersuchten Standorten mit minera-lischen Böden in den Gewächshäusern und/oder auf den Referenzflächen mindestens Richtwertüberschrei-tungen festgestellt werden. Nicht immer ist aber die Beeinträchtigung im Gewächshaus grösser als ausserhalb und die Unterschiede zwischen Gewächshäusern im gleichen Betrieb waren teilweise gross. Ein Vergleich zwischen dem Verdichtungszustand der Böden und den Aussagen der Bewirtschafter zum Gewächshausbau zeigen einen Zusammenhang zwischen nassen Bedingungen beim Bau und Verdichtungen innerhalb und in der Umgebung des Gewächshauses. Bei den untersuchten Gewächshäusern verlangten die Bewilligungsbe-hörden in keinem Fall eine Bodenkundliche Baubegleitung (BBB). Bezüglich Verdichtung wären klarere Vor-gaben für den Ablauf sicher sinnvoll.Die Frage, ob Gewächshauböden grundsätzlich die Kriterien von Fruchtfolgeflächen erfüllen, lässt sich auf-grund unserer kleinen Stichprobe nicht abschliessend beantworten. Weitere Untersuchungen, vor allem bei Gewächshäusern mit Hors-sol oder Wechsel zwischen Hors-sol und Bodenkultur wären interessant. Dazu wäre eine grössere Stichprobe an Gewächshäusern wichtig. Vertiefte Untersuchungen mit molekularbiologi-schen Methoden könnten zeigen, ob sich die Habitat-Gebundenheit von mikrobiellen Gemeinschaftsstrukturen ausnutzen lässt, um typische Gemeinschaften von "gestörten" oder "geschädigten" zu unterscheiden.

Le compactage est une étape importante dans la construction d’ouvrages en terre. En effet, lorsque l’on augmente la densité du sol on augmente également ses propriétés mécaniques, notamment sa capacité portante et sa résistance au cisaillement. De nos jours, le pénétromètre dynamique PANDA® (Gourvès, 1991) est le plus utilisé en France pour réaliser le contrôle de compactage (NF P94-105) qui occupe un rôle fondamental lors de la réalisation de tout type d’ouvrage ainsi que dans la prévision de leur comportement vis-à-vis des sollicitations qu’ils vont devoir subir tout au long de leur durée de vie.Le PANDA® a pour principe d’enfoncer une à plusieurs tiges, en fonction de la profondeur d’étude, muni d’une pointe conique de 2, 4 ou 10 cm², par battage manuel à l’aide d’un marteau normalisé. Pour chaque impact, le terminal de dialogue (TDD) enregistre la résistance de pointe (qd) et la pénétration (e) en fonction de la profondeur (z). On obtient donc une courbe qd(z) appelée pénétrogramme. Lorsque l’on effectue un contrôle de compactage avec cet appareil, on compare le pénétrogramme obtenu aux courbes de références. Ces courbes sont répertoriées dans un catalogue pour différents sols, en fonction de leur états hydriques et des objectifs de compactage. Ce dernier a été réalisé au laboratoire à partir de la calibration de l’appareil pour une trentaine de sols, dans des états d’humidité et de compacité variables (Chaigneau, 2001) (issus de la classification française GTR).Lors des premières études menées, (Chaigneau, 2001) a démontré, pour un sol avec un état hydrique donné, qu’il existe une relation entre la densité sèche (γd) et la résistance de pointe (qd) représentée par l’expression γd = A (1/w) + B ln (qd) + C où les coefficients A, B et C sont des constantes de la régression, qui sont également fonction des propriétés intrinsèques du sol (El Fathou, 2012) (Saldivia, 2016). L’idée qui sous-tend cette formulation est issue de l’approche micromécanique (Biarez et Favre, 1976) qui montre que les paramètres physiques, d’états et d’interactions des sols ont une incidence sur les paramètres mécaniques. Dernièrement, l’expression du modèle a été améliorée avec la prise en compte du degré de saturation (Sr) (Morvan et Breul, 2016) (Fikry, 2017). Le modèle s’exprime par γd = A ln (Sr) + B ln (qd) + C.Ce travail a pour objectif d’obtenir les courbes de calibration, et donc les droites de références, de n’importe quel sol en prenant uniquement en compte ses propriétés physiques, d’états et d’interactions, via un modèle mathématique. Dans un premier temps, on a vérifié la solidité du modèle de (Morvan et Breul, 2016) et (Fikry, 2017) en le confrontant à de nouveaux sols. Dans un second temps, on s’est intéressé à l’étude statistique (Histogrammes, ACP, Régression linaire multiple…) des données présentes dans la base de données (BDD), dans le but de relier les coefficients A, B et C aux paramètres des sols. Cette BDD est composée, à ce jour, de 51 sols classés selon le GTR. Chaque sol a été caractérisé et calibré au laboratoire, ce qui équivaut à environ 655 échantillons et 1965 essais PANDA®.Les résultats de cette étude devraient permettre d’estimer les coefficients A, B et C à partir des paramètres rapidement identifiables en laboratoire, comme la granulométrie. Ce qui éviterait la réalisation de la calibration au laboratoire qui est longue et onéreuse. Ainsi, Sol Solution pourrait étendre plus facilement son marché PANDA® à l’international.

Le présent travail a pour objectif de développer un protocole d’essais permettant une caractérisation détaillé du comportement d’un sol de plateforme ferroviaire en laboratoire.L’objectif principal est d’établir une corrélation entre le module EV2 donné par l’essai à la plaque statique et d’autres paramètres comme par exemple la résistance à l’enfoncement qd d’un essai de pénétration dynamique ou le module Evd de l’essai à la plaque dynamique légère.Ce rapport est divisé en deux parties, la première est une recherche bibliographique dans laquelle des sujets tels que: la structure des plateformes ferroviaires, critères de maintenance de la voie ferrée et des essais pour la mesure de la portance et de la déformabilité des sols.Dans la deuxième partie, on propose: le protocole d’essais à effectuer, la présentation d'un modèle théorique de la corrélation, la présentation des résultats et leur analyse correspondante, la vérification de la corrélation avec les résultats obtenus et enfin une conclusion.Les essais ont été effectués tout d’abord sur un sable dans un état sec et lâche, après humidification et après compactage d’une couche d’environ un mètre d’épaisseur. Dans un second temps, les mêmes essais ont été répétés sur une couche de limon.La modélisation s’appuie d’une part sur la théorie de Boussinesq de distribution des contraintes et de déformations dans un massif multicouche, et d’autre part sur l’hypothèse de Sangrelat, qui établit une relation linéaire entre le module d’élasticité du sol E et la résistance de pointe de l’essai de pénétration statique qc.

Les sols possèdent des caractéristiques intrinsèques variables dans l’espace selon les propriétés minéralogiques, les contraintes subies et les réactions physico-chimiques subies durant leur histoire. C’est alors le travail du géotechnicien d’évaluer cette incertitude pour concevoir les ouvrages durables. Le panel d’outil à la disposition du géotechnicien est très étendu, mais la plupart de ces outils restent cependant très spécifiques avec un champ d’application limité. Nous allons nous intéresser plus particulièrement à deux d’entre eux : le pénétromètre dynamique léger PANDA, très utilisé pour la reconnaissance des sols et la vérification de la qualité de compactage, ainsi que les méthodes sismiques Down hole/Up hole qui utilisent l’étude de la propagation des ondes de profondeur pour déterminer les modules de résistance des sols.Le principe de cette étude est de coupler les deux méthodes en interprétant les ondes issues du PANDA avec la méthode Up hole/Down hole, et ainsi d’obtenir une image générale du sol en un seul essai. Le premier objectif de ce projet est de proposer une modélisation physique à échelle réduite du pénétromètre dynamique PANDA en y couplant l’étude de la propagation des ondes en profondeur. Ensuite, elle consiste à vérifier la validité du modèle réduit sur des sols homogènes et multicouches de la partie pénétromètre dynamique, puis de la partie sismique. Enfin dans un second temps, les deux études sont associées afin de comparer et de valider la possibilité d’effectuer une étude globale du sol à partir d’un essai ponctuel.

Le Panda3® est un pénétromètre dynamique à énergie variable, basé sur la théorie de la propagation d’ondes et permet d’obtenir pendant l’essai et pour chaque impact, la courbe charge enfoncement en pointe. Nous présenterons dans cet article une nouvelle approche permettant de déterminer le module dynamique EKd(f) du sol traversé en fonction de la fréquence à partir des signaux mesurés par Panda 3®.

Ce travail porte sur la reconnaissance de sols à faible profondeur grâce aux données derésistance de pointe recueillies à l'aide de l'essai de pénétration dynamique à énergie variable,Panda R. L'objectif principal est d'étudier et de proposer un ensemble d'approches dans lecadre d'une méthode globale permettant d'exploiter les mesures issues d'une campagne desondages Panda an de bâtir un modèle géotechnique du terrain.Ce manuscrit est structuré en quatre parties, chacune abordant un objectif spécique :- dans un premier temps, on rappelle les principaux moyens de reconnaissance des sols,notamment l'essai de pénétration dynamique Panda. Ensuite on réalise un bref aperçusur le modèle géotechnique et les techniques mathématiques pour décrire l'incertitudedans la caractérisation des propriétés du sol ;- la deuxième partie porte sur l'identication automatique des unités homogènes duterrain, à partir du signal pénétrométrique Panda. Suite à l'étude réalisée sur l'identication "experte" des couches à partir du signal Panda, des approches statistiquesbasées sur une fenêtre glissante ont été proposées. Ces techniques ont été étudiées etvalidées sur la base d'un protocole d'essais en laboratoire et sur des essais eectuésen sites naturels et en conditions réelles ;- la troisième partie porte sur l'identication automatique des matériaux composant lesunités homogènes détectées dans le signal Panda à partir des méthodes proposées enpartie II. Une méthode de classication automatique basée sur des réseaux de neuronesarticiels a été proposée et appliquée aux deux cas d'étude : la caractérisation de solsnaturels et la classication d'un matériau granulaire argileux industrialisé (bentonite) ;- Enn, la dernière partie est consacrée à la production d'un modèle de terrain basésur la modélisation et la simulation de la résistance de pointe dynamique au moyende fonctions aléatoires de l'espace. Cette modélisation est basée sur une approche parchamps aléatoires conditionnés par les sondages Panda du terrain. Sa mise en ÷uvrea été étudiée pour un terrain expérimental situé dans la plaine deltaïque méditerranéenne en Espagne. Des études complémentaires en vue de raner cette démarcheont été réalisées pour un deuxième site expérimental dans la plaine de la Limagne enFrance.

Au Burkina Faso, pays enclavé et à caractère agricole, la mobilité sociale et économique est essentiellement assurée par les infrastructures routières (80 à 90% du transport voyageurs et marchandises). De ce fait, au cours de ces dernières années, les gouvernements ont adopté de nombreuses réformes intégrant l’entretien et la construction des infrastructures de transport comme l’une des conditions pour renforcer le réseau existant et désenclaver le pays (près de 27% des investissements publics sont consacrés aux infrastructures routières) conscient du lien fort entre le développement du pays et le développement du réseau. Cependant, il est possible de noter une dégradation précoce du réseau routier, notamment le réseau secondaire et tertiaire. Ces phénomènes sont récurrents dans les pays de la zone tropicale et subtropicale et peuvent être liés aux conditions de conception, de réalisation, d’exploitation et d’entretien des routes. Cet état de dégradation a des conséquences importantes sur l’exploitation mais également sur le développement économique et social (réparation et d’entretien incessant des routes, coût élevé de transport, accidents, etc.).Le travail présenté ici, a consisté à analyser la chaine complète de réalisation des routes depuis l’avant-projet jusqu’à l’entretien, afin de comprendre ses insuffisances et tenter d’apporter des améliorations. L’objectif recherché est de contribuer à améliorer la qualité du réseau à travers la mise en place d’une démarche QSE (Qualité – Sécurité – Environnement) depuis l’avant-projet jusqu’à l’entretien. Les analyses ont été faites sur tous les types d’infrastructures routières (des pistes aux grands axes) en tentant de tenir compte de la sociologie du pays pour pouvoir proposer des solutions qui ne soient pas forcément « calquées » sur le modèle occidental mais adaptées à la culture et aux pratiques locales.Au vu de l’ampleur de la question et de la pluridisciplinarité du sujet abordé, le travail a impliqué des spécialistes de divers domaines et a été structuré en trois parties :- une étude bibliographique permettant de capitaliser et d’assimiler le savoir-faire existant des différentes pratiques locales dans la technique routière (conception et mise en oeuvre) complétée par des enquêtes de terrain ;- une étude expérimentale permettant de caractériser les matériaux (CBR, modules, résistances pénétrométriques, etc.) et de définir des procédures de classification, de dimensionnement et de réalisation propre aux matériaux latéritiques utilisés en technique routière dans les pays tropicaux ;- une approche analytique des données techniques et socio-économiques permettant de comprendre et de proposer des techniques simples et moins couteuses pour améliorer les insuffisances relatives à la surveillance, à l’entretien ou toute la gestion du réseau routier.

En Chile existen más de 740 depósitos de relaves mineros, de los cuales un centenar se encuentra en estado activo en los que anualmente se depositan alrededor de 530 millones de toneladas de relaves. Dada la condición sísmica del país y aspectos operacionales poco regulados es que estos depósitos pueden transformarse en potenciales eventos catastróficos, como las fallas que han ocurrido en los tranques El Cobre, Cerro Negro 3, La Patagua en el año 1965; Veta del agua 1 y Cerro Negro 4 en el año 1985; Planta Alhué y Las Palmas en el 2010.Si bien la actual normativa chilena adopta medidas para aumentar la seguridad de los tranques, no especifica límites claros para ello, dejando el criterio al "juicio ingenieril".En el presente trabajo se analizan bases de datos de controles de compactación mediante métodos tradicionales y alternativos, correspondientes a cono de arena y penetrometros dinámicos ligeros, respectivamente. Ambos realizados en el tranque Las Cruces de la sociedad minera PUCOBRE.El análisis realizado entrega los principales factores que determinan la variabilidad en los resultados del control de compactación de las arenas de los tranques de relave, principalmente los relacionados con el espesor de la capa de compactación, cantidad de ciclos de compactación, posición en el talud, entre otras.El modelamiento geoestadístico se ha realizado con el Software SGeMS, en el que se ha determinado la subestructuración interna de las arenas del tranque de relaves mediante la aplicación de análisis estructural por variogramas direccionales. Finalmente se ha realizado una estimación en 3D de los parámetros relevantes para el control de compactación como densidad seca y nivel de compactación referido al OPN, mediante la aplicación de Kriging Ordinario.

Los ensayos geotécnicos in situ son de gran importancia en el estudio de la mecánica de suelos, en particular en el rubro minero, permitiendo determinar de forma directa o indirecta diferentes parámetros para caracterizar su respuesta. Dentro de la gran variedad de ensayos que ofrece el mercado, se encuentra el ensayo CPT (Cone Penetration Testing) y el ensayo PANDA (Pénétrométre Autonome Numérique Dynamique Assisté).En esta memoria se ejecutó un estudio comparativo de los registros de las resistencias de punta entregados por los ensayos CPT y PANDA, en un relleno antrópico homogéneo compuesto de arenas medianamente densas, en un área de Dunkerque, ciudad que se ubica en el norte de Francia. El terreno mencionado ha sido ampliamente estudiado, además de poseer información bibliográfica. Los registros analizados corresponden a 19 ensayos PANDA2 y 6 ensayos CPT, los cuales no se situaban en la misma ubicación, por lo que para realizar una comparación de manera adecuada, se debió estimar un los valores de los ensayos PANDA2 en la ubicaciones de los ensayos CPT. Esta estimación de valores se efectuó, por medio de dos programas: primero el programa Rockworks, que ofrece una gran cantidad de modelos de interpolación y en segundo lugar, por medio del programa SGEMS, que permite la estimación de puntos a través de la herramienta de geoestadística.Los valores obtenidos con los programas de los ensayos PANDA2, fueron comparados con los obtenidos en terreno por los ensayos CPT, logrando establecer el mejor método para la estimación. Luego de un proceso de normalización, en el cual se estableció una ecuación que evidencia que la diferencia de diámetros entre los ensayos, provoca una diferencia en la obtención de resultados de este parámetro, donde para cada método se definió un parámetro “k” de normalización que establece una mejor relación entre los ensayos. Finalmente los resultados del método escogido, y después de la normalización, se utilizaron para encontrar una relación lineal entre las resistencias de punta de ambos ensayos, que se compararon con la presentada por Barre en el año 2014.Una vez concluido el estudio, se pudo determinar que el método de geoestadística estima de mejor manera los puntos, donde la obtención de un modelo variografico y posteriormente la herramienta krigin, permiten representar de manera adecuada lo que sucede en un área de estudio.La relación encontrada permitió demostrar que los valores de resistencia de punta de los ensayos PANDA y CPT, son muy parecidas en suelos granulares, encontrando valores de coeficiente de correlación y determinación altos y un valor de error cuadrático medio bajo entre las variables.Finalmente se estableció un proceso para determinar los valores de CPT con los obtenidos por el ensayo PANDA y se concluyó, que la relación entre estos dos ensayos permite estudiar de una manera más eficiente y completa un área seleccionada, debido a que el ensayo CPT presenta un gran número de correlaciones con diferentes propiedades del suelo, posibilitando un mejor entendimiento del comportamiento del suelo. Esto finalmente se traduce, que la realización de un ensayo PANDA permitiría analizar de igual modo un suelo, que haciéndolo mediante un ensayo CPT.

Développé et utilisé par Sol Solution depuis 1996, M3S® est une structure géotextiletridimensionnelle utilisée en renforcement de sol. Il s’agit d’une nappe alvéolaire obtenue enassemblant par couture des bandes en géotextile non-tissé.Le procédé M3S associe un géotextile tridimensionnel avec un matériau granulaire deremplissage. Le choix de ce matériau repose uniquement sur sa capacité à être compacté, ce quipermet la réutilisation de très nombreux matériaux sur site, allant des graves naturelles jusqu’àdes argiles.La structure composite obtenue possède ainsi des caractéristiques mécaniques bien plusélevées que le matériau contenu tout seul. En effet la présence de ce géotextile crée unmécanisme de confinement du matériau qui améliore sa résistance au cisaillement et génère unerésistance à la traction de l’ensemble.En superposant les nappes alvéolaires remblayées et compactées, on constitue ainsi unvolume de sol renforcé se comportant comme un ouvrage poids et capable de reprendre desefforts de contraintes importants.Pour parfaire son intégration dans l’environnement, un parement esthétique peut ensuite êtrefixé en face avant de l’ouvrage (végétal, minéral, bois, pierres maçonnées...).

The uplift load test is the most widely used technique for assessment of the performance of micropiles. Although this static loadtest is easy to perform and interpret, it is expensive, slow to implement, and cannot be used systematically because it destroys the micropile. Anew methodology based on a simple low-strain dynamic load test (LSDT) is proposed to develop a systematic and inexpensive method forassessment of performance of a large number of micropiles. The advantage of this methodology is that it is easy to carry out, requires lowimpactenergy compared with a classical dynamic load test, and allows immediate interpretation. After describing the proposed methodology,the calibration, and the subsequent validation of the test method, results from full-scale micropiles at an experimental site and three real sitesare presented. The results show that the methodology proposed allows confirming micropile performance under service loads in real timewithout disturbing the micropile.

O presente trabalho tem como objetivo comparar a capacidade de carga defundações rasas, tipo sapata, usando os valores de resistência à penetração dinâmica doensaio PANDA 2 em solo tropical compactado, em substituição aos parâmetros obtidospelos ensaios CPT e SPT, que implementam os métodos de dimensionamentotradicionais, bem como de fundações profundas, tipo estaca. Além disso, o trabalhoabrange a análise do recalque em cada uma das situações propostas. A comparação foifeita a partir do cálculo da capacidade de carga de sapata e de estaca de dimensõespredefinidas por meio de métodos teóricos e semi-empíricos. Os resultados para uso doPANDA 2 foram satisfatórios, apresentando pouca variabilidade quando comparado aouso do SPT e CPT para dimensionamento de fundações no solo estudado. Quanto aosrecalques, como esperado, o recalque previsto para a estaca foi relativamente menorque o recalque para a sapata. A principal contribuição deste trabalho foi a aplicação denova tecnologia disponível para investigação geotécnica de campo, o ensaio Panda 2, emmétodos de cálculos de previsão de capacidade de carga e de recalque de fundações.

The sustainability of transportation systems infrastructures remains a major challenge for managers in order toensure safety and quality service to passengers. For example, the French company RATP transports up to 10million passengers daily in Paris. Most of its underground structures are composed of masonry tunnels builtseveral decades ago. However, at present, monitoring methodologies often remain incomplete or qualitativewhen evaluating the real condition of tunnels and proposing a diagnosis.This article focuses on a new monitoring methodology that complements visual inspections, based on aquantitative analysis of each tunnel component. Using a coupled analysis of the various data (qualitative,quantitative and expert) in our possession, we suggest establishing a score to qualify the actual condition of atunnel and improve its diagnosis.The application of this methodology to carry out an evaluation of the masonry lining of the Paris SubwaySystem shows that the proposed method and tools are particularly well adapted for characterizing and evaluatingmasonry lining.

Afin de fournir au gestionnaire d’infrastructure un indicateur géotechnique pour alimenter un outil d’aide à la décision quant à sa politique de maintenance et de renouvellement des lignes en service, nous présentons une méthodologie innovante de caractérisation des couches d’assises ferroviaire grâce au couplage d’essais pénétrométriques Panda® et géondoscopiques.

Currently, the acceptance of construction works (e.g. earthworkembankments, subgrade and pavement granular layers) by Australian roadregulatory bodies requires in situ density testing to be completed in orderthat a relative percentage of the laboratory-determined maximum dry densitycan be determined. Current earthworks specifications often rely on theassumption that there is a direct correlation between density and modulusparameters (i.e. the greater the density achieved, the higher the modulus ofthe compacted material). However, this assumption may not be valid and it isaffected by many properties of the engineering material.Over the last two decades, some alternative field assessment methods havebeen developed which either directly measure the in situ modulus orcorrelate with the resilient modulus. This project focuses on exploring theuse of these new assessment methods. Such innovative testing methodscan be grouped into the following four main categories:▪ penetration test devices▪ surface based impact devices▪ geophysical methods▪ in situ sensors.Among these four categories, the ‘penetration test devices’ and ‘surfacebased impact devices’ were identified to have the potential to be adopted inTMR’s current Quality Assurance (QA) framework.A literature review conducted in 2016/2017 highlighted that some similarinternational studies had been completed in recent years. Recent projects inAustralia also demonstrated the advantages associated with theseinnovative, commercially-available field assessment techniques.The project team attempted to rank the different QA methods using aweighted rating approach.The traditional density test techniques were also evaluated as referencevalues in this assessment. The overall comparative assessment of thedifferent QA test techniques is shown in the following table.

Cet article présente et discute Les dernières avancées dans le développement du test de Geoendoscopie®, plus précisément l’application visant à déterminer la granulométrie de la couche de ballast sur voie de chemin de fer. Un ensemble de tests et d’expériences de laboratoire concernant cette nouvelle méthode sont présentés. Ceux-ci sont composés d’essais en laboratoire et d’essais in situ. Dans le cadre de ce travail, une campagne de tests visant à déterminer la distribution granulométrique du ballast de chemin de fer (milieu granulaire grossier) a été réalisée. Les résultats démontrent l’intérêt de cette méthode, tout en exposant certaines de ses limites et permettent de valider la fiabilité de l’analyse d’images mis en oeuvre.

Dans cet article on présente une nouvelle méthode, basée sur les fonctions de transfert, pour l’analyse et l’exploitation des mesures réalisées avec le Panda 3®. Il s’agit de déterminer le module dynamique complexe Ekd() du sol traversé en fonction de la fréquence. Une représentation graphique de Ekd() en fonction du spectre de déplacement s() en pointe est également proposée. Cette méthode est évaluée à l’aide de la modélisation numérique discrète 3D de l’essai, ainsi que par le biais des essais au laboratoire et in-situ. Au laboratoire, une comparaison avec d’autres techniques, permettant de quantifier le module EV2 et l’indice CBR est également réalisée.

Neste estudo procurou-se correlacionar os resultados dos métodos de ensaios SPT ePANDA, utilizando dois diâmetros de ponteiras cônicas: 2 cm² e 4 cm². Foram elencadas asprincipais características de cada ensaio, destacando-se as vantagens e desvantagens da utilizaçãode cada metodologia. As metodologias foram aplicadas em dois pontos distintos, em área localizadano município de Aparecida de Goiânia - GO, formada por solo tropical estratificado.Estabeleceram-se perfis comparativos entre os valores do índice de resistência à penetração (NSPT) eresistência de ponta (qd), constatando-se a maior eficiência do ensaio PANDA com ponta de 4 cm²na obtenção da resistência do solo, por não apresentar influência do atrito lateral da haste em seusresultados.

The recent technological developments made on the light dynamic penetration test Panda 3 R provide a dynamic load–penetration curve σp − sp for each impact. This curve is influenced by the mechanicaland physical properties of the investigated granular media. In order to analyze and exploit the load-penetrationcurve, a numerical model of penetration test using 3D Discrete Element Method is proposed for reproducingtests in dynamic conditions in granular media. All parameters of impact used in this model have at first beencalibrated by respecting mechanical and geometrical properties of the hammer and the rod. There is a goodagreement between experimental results and the ones obtained from simulations in 2D or 3D. After creating asample, we will simulate the Panda 3 R  . It is possible to measure directly the dynamic load–penetration curveoccurring at the tip for each impact. Using the force and acceleration measured in the top part of the rod, it ispossible to separate the incident and reflected waves and then calculate the tip’s load-penetration curve. Theload–penetration curve obtained is qualitatively similar with that obtained by experimental tests. In addition,the frequency analysis of the measured signals present also a good compliance with that measured in realitywhen the tip resistance is qualitatively similar.

Nowadays the use of sophisticated foundation systems is demanded, and as result, we must develop an important knowledge to keep foundations and the buildings safe. Unfortunately, the empiricism still has a very important influence in the design of single piles (Russo & Viggiani, 2003). The most important system of deep foundations, are piles and micro piles. To guarantee the safety of this system, different tests have been developed. The methods of bearing capacity control available in our days are methods in which we must apply an important strength or strain to the system, giving as result the fracture of the system and high cost. Attending this situation, Sol Solution has developed since 2010 an in situ test denominated by the authors as Low Strain Dynamic Test (LSDT) (Calvente, 2014). This test has the advantage of being a test that apply a low strain to the system and as we result we have a nondestructive test. In addition, this method can be automatized and we can obtain the raw load- settlement curve in real time. The LSDT promise to be very easy to execute and a test that does not need big machines or expensive time and so safe money.The aim of this thesis is to provide a better understanding about the physical phenomenon that governs this test for his exploitation in bigger depth. Also try to predict the failure load in tension by using a dynamic test in compression. A literature review has been done to know more about the state of the art about the behavior of micropiles under compression axial load.In fact, in the framework of studies carried out by the consortium composed by laboratories 3SR (France), ICL (England), NGI (Norway) and UCD, Dublin (Ireland) on the ageing effect of the bearing capacity, a total of 30 steel micro piles was installed in Dunkirk (France) and was tested in tension by laboratory 3SR and Sol Solution. At the same time, LSDT was carried out by Sol Solution immediately during and after driving for all micro piles as well as during the last 12 months.An analysis of curves under a dynamic test was carried out and the principal characteristic of this test is that the load-settlement curve is very close to a hyperbolic model.

Este trabalho tem como objetivo estudar o uso de materiais alternativos para utilização empavimentação, tendo em vista regiões com carência de materiais granulares e solos com baixacapacidade de suporte. A área de pesquisa está situada na Província Petrolífera de Urucu,localizada no município de Coari-AM que, aliado aos fatores já mencionados, é caracterizadapor chuvas intensas na maior parte do ano, tornando alto o custo para as obras de pavimentaçãoe baixa a sua durabilidade. Desta forma, estudou-se a incorporação de fibras na massa de solo,fixando seu teor em 0,50% e variando seu tipo e comprimento. Foram estudadas as fibras lisase corrugadas, nos comprimentos de 12 mm e 24 mm, assim como 25 mm e 50 mm,respectivamente. Com o intuito de melhorar a interação solo-fibra, foi estudado um teor de areiaa fim de incorporá-la aos ensaios, avaliando a relação entre a sucção e o ganho de resistênciaàtração. Em relação ao comportamento mecânico, foram realizados ensaios de compressãosimples com diferentes formas de umedecimento das amostras. Paralelamente aos ensaios comfibras, foi estudada a utilização de geocélulas com incorporação de solo local, assim como nascamadas de suporte. Primeiramente foram avaliados os ensaios com materiais alternativos, afim de representar qualitativamente as características do comportamento dos materiaisencontrados em campo. Por conseguinte, também foram realizados ensaios com os alvéolos emgeossintéticos, tendo os mesmos preenchidos com as misturas de solos já estudadas. De maneirageral os resultados apontaram que as fibras lisas de 12 mm assim como as fibras corrugadas de25 mm apresentaram melhor comportamento, uma vez que contribuíram para melhora docomportamento em relação à resistência à tração e a sucção. Em relação aos ensaios com osalvéolos em geossintéticos, os resultados mostraram um melhor comportamento para o solonatural como camada de suporte e os alvéolos preenchidos com fibra corrugada, contribuindopara a melhora da interação do sistema.

Le Panda est un pénétromètre dynamique léger à énergie variable. L'essai consiste à enfoncer dans le solune tige calibrée et à mesurer dans un même temps pour chaque impact l'énergie injectée dans le système(pénétromètre/sol) et la réponse du sol par rapport à la sollicitation imposée. Les dernières évolutionstechnologiques apportées à l'essai de pénétration dynamique Panda 3® permettent d'obtenir pendantchaque impact une courbe donnant la charge en pointe en fonction de l'enfoncement à partir de la mesureet du découplage des ondes générées durant l'essai. L'exploitation de cette nouvelle courbe fournit desinformations non seulement sur la résistance de pointe dynamique mais également sur des paramètresmécaniques complémentaires mises en jeux pendant l'enfoncement de la pointe, en particulier ceux quiintéressent le géotechnicien.An d'obtenir les paramètres mécaniques du sol, il est nécessaire d'une part de développer des algorithmesde traitement du signal et d'autre part de mieux relier les résultats obtenus aux propriétésgéomécaniques/micromécaniques du sol gouvernant le comportement mécanique lors de l'enfoncement.C'est la raison pour laquelle nous nous intéressons à modéliser l'essai de pénétration Panda 3® à l'aidede la méthode aux éléments discrets (DEM).L'objectif de ce travail est tout d'abord de reproduire l'essai de pénétration Panda 3® en utilisant lelogiciel PFC3D et de valider la méthode de découplage d'ondes en vue de reconstruire la courbe chargeenfoncement.A partir des signaux obtenus par le modèle numérique, nous déterminerons ensuite, soit dansle domaine temporel soit dans le domaine fréquentiel, des paramètres mécaniques du sol présentés dansles travaux de [2, 4]. Ce rapport se termine par un chapitre de perspectives dans lequel nous présenteronsquelques pistes permettant d'exploiter des paramètres intrinsèques et auscultés du sol (par exemple :viscosité, rigidité, granulométrie...).

Railway infrastructures are widely spread in many developed countries of the world.Most of which are old and have been maintained and partly renewed to mainly meetthe change of rolling stock (from steam train to diesel, to electric). However, thedramatic game change in terms of rolling stock characteristics (load and speed),performance issues and security of course, made it mandatory for the infrastructuremanagers to invest in renewing partly or completely permanent way. Hence, theasset manager needs a decision making support for maintenance/renewal programstaking into account existing substructures features such as geotechnical properties.Given the extent of these existing lines, and the geological/geotechnical variabilityof the lines, the idea of a continuous monitoring appears to be very attractive.However, geotechnical properties seem to be almost impossible to assess withoutlocalized soundings. Moreover, these tests have to meet existing railway constraints(short possession times, track access, little damage, etc.) which can be major brakesto many existing classical geotechnical tests. Hence, this paper presents a newmethodology for railway track characterization based on the coupled use ofgeophysical and geotechnical tests, providing to the asset manager key pointindicators helping with the optimization of the maintenance strategy.

Most developed countries in the world have large existing railway networks. Most of which are old andhave been maintained and partly renewed to mainly upgrade safety, regularity, speed and load.The principal issues of the asset manager are how to prioritize maintenance/renewal works and how toprovide engineering teams with reliable geotechnical data for track design on revenue service lines.Indeed, if we can master rail and sleeper specifications, railway natural trackbed remain very variableand difficult to characterize.As a matter of fact, the knowledge of mechanical and physical properties of existing subgrade and subballast layers is very important for the future track design. Such data can be acquired throughgeotechnical tests. However, the majority of classical geotechnical tests can be difficult to carry out onrevenue service lines because of existing railway constraints (limited possession times, track access, nodestabilization of the track...).Hence, this article presents a new methodology for railway track characterization using light and costeffective tests, based on the coupled use of the PANDA® dynamic penetration tests and geoendoscopy.The goal of this methodology is to provide to the asset manager key point indicator helping with theoptimization of the maintenance and renewal strategy.

In Chile, sand tailings dams represent the most common deposits of mining residues. These structures present a potential risk in terms of mechanical instability due to their potential susceptibility to seismic liquefaction. In order to manage these risks, it is necessary to take a probabilistic approach, thus accounting for inherent variability of material properties. However, in practice, implementing such an approach is impeded by the difficulty of acquiring and managing the data to be used in the reliability calculations and is conditioned by the relevance of the probabilistic models chosen to represent this variability. This paper proposes a method for onsite determination of the tailings relative density (DR%), and its variability, using dynamic penetration tests. This method was applied to typical Chilean sand tailings dams, and proposes a single model for all such tailings dams by associating a probability model to the variation of DR%. Finally, the validity of this approach is demonstrated by performing a reliability calculation of liquefaction potential (which is the main cause for the failure of this type of structure in this country) for a particular sands tailing dam.

This article presents the instrumented dynamic penetrometer Panda 3®, the principle function anddevelopment to characterize the geomechanical behavior of the different layers forming the railwaytrack structure. Initially, laboratory tests were launched in a calibration chamber to test therepeatability and reliability of measurements. The test material included two types of soil (Allier sandand Laschamps clay) compacted at different density. The results were conclusive in qualitative andquantitative terms. Subsequently, a summary of results obtained in various test campaigns performedon three railway sites is also presented, in order to assess a possible similarity of results obtained withthe new technique to those obtained from conventional geotechnical and geophysical tests.

This article, after a brief reminder of the principle and the interpretation of Panda 3®, presentthe results of a test campaign on an experimental field. The aim is to achieve in-situ comparative tests to studythe relationship between the results obtained with this new measurement technique (elastic modulus, wave velocity,dynamic cone resistance) and those proposed by other classical geotechnical techniques (CPTu, PMT,MASW ...). The results show the potential and interest of this new investigation technique for the characterizationof surface soil (depth less than 7 m). Likewise, we find that the response of the load-penetration curvemay vary depending on the conditions of the inspected ground (nature, compactness ...). The test allows amore refined geomechanical characterization of the stratigraphy of the soil.

Dans cet article nous présentons le Grizzly 3®, pénétromètre dynamique DPSH à énergie variable assisté par ordinateur et permettant de mesurer une courbe charge-enfoncement en pointe pour chaque impact du mouton. L'application des méthodes d'analyse développées à partir du Panda 3® permet de déterminer la résistance en pointe dynamique (qd) et pseudo statique (qs), le module d'élasticité (EkdP3) pénétrométrique, la vitesse des ondes de compression (VpP3) et le coefficient d'amortissement du sol (Js). L'asservissement de l'énergie de battage, permet d'adapter automatiquement l'énergie de battage en fonction de la raideur du sol rencontré et d'améliorer ainsi la sensibilité de mesures réalisées en sols meubles.

Nowadays, field experiments are mostly used to determine the resistance and settlements of a soilbefore building. The needed devices were heavy so they cannot be used in every situation. It is the reason whyGourves et al (1998) developed a light dynamic penetrometer called Panda. For this penetrometer, a standardizedhammer has to be blown on the head of the piston. For each blow, it measures the driving energy as well as thedriving depth of the cone into the soil. The obtained penetrogram gives us the cone resistance variation with depth.For homogeneous soils, three parameters can determined: the critical depth zc, the initial cone resistance qd0 and thecone resistance in depth qd1. In parallel to the improvement of this apparatus, some researches were lead to obtain arelationship between the dry density of soil and the cone resistance in depth qd1. Knowing dry density of soil canallow to evaluate compaction efficiency for example. To achieve this point, a database of soils was initiated. Each ofthese soils was tested and classified using laboratory tests, among others, grain size distribution, proctor results,Atterberg limits. Penetrometer tests were also performed for three to five densities and for three to five watercontents. Using this database, Chaigneau managed to obtain a logarithmic relation linking qd1 and dry density. Butthis relation varies with the water content. This article presents our recent researches on a mean to obtain a unifiedrelation using water content, saturation degree or suction. To achieve this point, at first we studied the CNR siltresponses with saturation degree and water content. Its water retention curve was realised using filter paper method sowe can obtain suction. Then we verified the conclusion of this study to seven soils of the database to validate ourhypotheses.

La caractérisation géotechnique des sols consiste à identifier leurs natures et leurs paramètresmécaniques. Il existe plusieurs moyens pour caractériser un sol, soit à partir d’essais in-situ, soit aulaboratoire. Parmi les essais in-situ, les pénétromètres sont les plus utilisés. Ils consistent à enfoncer dansle sol un pieu à échelle réduite muni d’une pointe conique. Le fonçage peut être statique ou dynamique.Par ailleurs, dans de nombreux cas, il est difficile de réaliser des essais in-situ pour des raisonsd’accessibilité, de coût ou de durée d’intervention.C’est pour répondre à ces besoins qu’il a été développé le pénétromètre Panda®. Il s’agit d’un appareilléger, peu cher et rapide à mettre en oeuvre avec une capacité de pénétration suffisante pour ausculter laplupart des sols présents en surface. La résistance du sol se mesure grâce à la formule des Hollandais.Le principal atout du Panda® est qu’il mesure quasiment en continu la résistance du sol. Cependant, sonprincipal inconvénient, comme pour la plupart des pénétrogrammes, est qu’il est dit « aveugle » car onne prélève pas d’échantillons. Cependant, un utilisateur expérimenté peut détecter à partir de la signaturedu signal des indices lui permettant d’estimer la nature du sol sondé, sans qu’il soit possible de formulercette estimation par un algorithme mathématique traditionnel.C’est dans ce contexte que l’utilisation des réseaux de neurones artificiels (RNA) semble opportune. Eneffet, les RNA sont des systèmes d’intelligence artificielle qui permettent de recréer le fonctionnementd’un cerveau humain. Ils ont déjà été employés avec succès dans divers domaines de la géotechnique(fondations, liquéfaction, …). L’objectif de ce travail est de mettre au point une méthodologie basée lesRNA sur qui permettrait d’identifier la nature du sol à partir du signal pénétrométrique.Pour cela, il faut un ensemble conséquent de données destiné à l’apprentissage du RNA. Le meilleur outilpour stocker et exploiter autant de données est un système de base de données. Les détails de lacréation de la base de données ainsi que son mode de fonctionnement sont détaillés.Dans un second temps, les performances du RNA sont évaluées dans différents cas. En examinantl’influence de la pointe, de la régularisation du signal et son avantage sur les résultats obtenus. Enfin, uneétude comparative avec d’autres systèmes de classification automatique est développée afin de justifierl’emploi des RNA. Une application du RNA sur des reconnaissances réelles montre que les résultatsobtenus permettent de classer le sol avec un taux de réussite très satisfaisant.Les perspectives d’avenir sur les RNA ainsi que les modifications possibles du modèle de RNA testédurant tout ce mémoire sont discutés ainsi que le choix du modèle de classification des sols retenu (GTR,USCS, LCPC,…).

A destinação final de resíduos sólidos tem sido um grave problema dos grandes centros urbanos. Quando feita de forma indevida, pode trazer danos ao meio ambiente e até mesmo à saúde pública. No caso de resíduos de construção e demolição (RCD), a situação não é diferente. Assim, alternativas viáveis do ponto de vista ambiental e econômico têm sido estudadas por diversas entidades com a finalidade de amenizar este problema. Dentre estas alternativas está a utilização de RCD como material de pavimentação. Para tanto, estes materiais devem atender exigências técnicas na fase de construção dos pavimentos e também durante a vida útil das pistas. Logo, faz-se necessário o monitoramento de trechos experimentais construídos com tais materiais, a fim de que o comportamento mecânico destes possa ser estudado, o que é a proposta deste trabalho. Para isso, foram realizadas sondagens nas camadas de base e sub-base, bem como no subleito, de um trecho experimental solo-RCD, utilizando um penetrômetro PANDA. Os resultados obtidos foram comparados com resultados de sondagens realizadas por outros pesquisadores, nos anos de 2006 e 2011. A partir daí, um histórico de tensões no pavimento foi delineado, chegando-se à conclusão que a camada de subleito foi a que mais ganhou resistência de ponta ao longo dos anos e que os resultados das sondagens apresentam relação direta com a umidade do solo.

Prior to renewal or maintenance works on a railway track it is required to perform a proper investigation of the stiffness and thickness of each material constituting the track-bed. In practice, different techniques are used for this purpose. In this study, a comparison of two methods of determining the stiffness of track-bed materials (dynamic penetration and dynamic plate load) is made for a representative French conventional railway line, aiming at optimising the use of different geotechnical auscultation techniques for the rail way applications. Firstly, results from geoendoscopic tests are analysed to define the thickness and nature of the different materials found in the track. Then, dynamic penetration tests (PANDA tests) are performed to evaluate the stiffness of the different layers. Statistical distribution of soil stiffness is analysed for each layer. In addition, the elastic moduli of different materials are estimated from their stiffness using empirical equations. Secondly, dynamic plate load tests using a light weight deflectometer device (LWD) are carried out on surfaces (on tracks and service paths) in order to estimate the dynamic and static moduli of ballast and subgrade. A statistical analysis of the obtained results shows a low dispersion rate and a satisfactory repeatability. The static moduli estimated from LWD tests are found to be consistent with the elastic modulus estimated from PANDA tests, showing that different auscultation methods give complementary information about the mechanical properties of the materials constituting the conventional tracks.

La conception et la réalisation d’infrastructures diverses dans le génie civil nécessite la bonneconnaissance du sol en place. Il faut pour cela faire appel à des missions géotechniques quis’appuient sur les différentes caractéristiques des matériaux préalablement déterminées par lareconnaissance des sols. Cependant, malgré la multitude d’essais que comporte cette dernière, lessables restent une véritable problématique dans les domaines du génie civil et de la géotechnique. Eneffet, très peu d’essais sont utilisables facilement, rapidement et à moindre coût.Parmi ces techniques, les essais de pénétration dynamique sont probablement les plusrépandus, mais la plupart sont lourds à mettre en oeuvre. C’est pourquoi, la société Sol Solutions’intéresse au problème de la caractérisation des sables dans le cadre du développement du nouveaupénétromètre Panda 3®. L’intégration de différents capteurs et l’exploitation des signaux acquis lorsdu battage permettent d’obtenir, pour chaque impact, la courbe charge enfoncement en pointe.L’exploitation de cette courbe permet de déterminer des caractéristiques du sol jusque-là négligéesdans un tel essai, à savoir, des paramètres d’élasticité et de rupture (Benz, 2009) (Escobar, 2015).Cette étude a pour objectif de relier les caractéristiques pénétrométriques du Panda 3® auxparamètres contrainte-déformation classiques d’élasticité et de cisaillement pour les cas de solspulvérulents. Pour ce faire, nous avons choisi de travailler au laboratoire sur des sables bien connusdans le domaine de la géotechnique : Hostun et Fontainebleau.Après une étude bibliographique exhaustive ; un programme d’essais en chambred’étalonnage et à la boîte de Casagrande a été mené pour différentes densités, teneurs en eau etpressions de confinement. L’idée étant d’une part d’établir des corrélations entre les résultats de cesdeux types d’essais et d’autre part de les comparer avec ceux issus de la littérature. L’ensemble desrésultats nous permettra d’analyser la répétabilité, la sensibilité et la fiabilité des paramètres du Panda3®.Ce travail s’appuie sur les précédentes études menées en chambre d’étalonnage et lesdifférentes phases de développement du Panda 3®. Il propose une nouvelle méthodologie rapide àmettre en place pour la confection des échantillons de sols au laboratoire. Il établit également descorrélations entre les résultats obtenus par le biais des essais pénétrométriques et de cisaillement,ainsi qu’avec ceux issus de la littérature.

Dans la pratique actuelle du génie géotechnique, les essais de pénétration tels que les CPT,SPT, Panda sont largement utilisés pour caractériser mécaniquement les sols, au traversnotamment d’une caractéristique de rupture appelée résistance de pointe. Par ailleurs, lesdernières évolutions technologiques apportées aux essais de pénétration dynamique (Panda 3)permettent d’obtenir pendant chaque impact une courbe charge–enfoncement donnant la chargeen pointe en fonction de l’enfoncement à partir de la mesure et du découplage des ondesgénérées durant l’essai. L’exploitation de cette nouvelle courbe fournit des informations nonseulement sur la résistance de pointe dynamique mais également sur des paramètres mécaniquescomplémentaires mis en jeu pendant l’enfoncement de la pointe.L’objectif de cette thèse est de développer un modèle numérique en 2D capable de reproduireles signaux pénétrométriques obtenus expérimentalement par essais de type statique oudynamique. Ce modèle est basé sur la méthode des éléments discrets avec une loi de contactlinéaire simple. Une fois le modèle validé, une étude paramétrique a été réalisée en jouantessentiellement sur les modes d’application de la sollicitation (vitesse d’impact ou depénétration), la granulométrie du matériau ainsi que l’arrangement granulaire (variation de ladensité). Outre l’influence de ces paramètres sur les signaux pénétrométriques et la résistancede pointe mesurée, une attention particulière est portée sur l’analyse micromécanique:dissipation d’énergie dans le milieu, évolution des chaines de force, orientations des contacts.Cette analyse nécessite de développer des outils numériques spécifiques afin de mieuxcomprendre le mécanisme de l’enfoncement et tenter d’expliquer la réponse mécaniquemacroscopique obtenue.L’effet de la vitesse n’influence significativement que sur les essais de pénétration statiqueset dynamiques en régime d’écoulement dense. A vitesse d’enfoncement comparable, il n’y aaucune différence significative au niveau microscopique entre les deux modes de sollicitationstatique et dynamique.En ce qui concerne l’influence des caractéristiques du matériau, les résultats obtenus par lemodèle numérique conforment aux celui réel lors que le frottement entre particules ou lacompacité du milieu varie. Concernant la granulométrie, la variation de la courbe charge–enfoncement et la force de pointe dynamique augmente lorsque le diamètre moyen augmente.

Ce travail présente les développements récents réalisés sur le pénétromètre PANDA 3. Ils'agit d'un pénétromètre dynamique instrumenté qui permet à partir de la mesure puis dudécouplage des ondes créées par l’impact sur l’appareil, d’obtenir pour chaque coup une courbecharge-enfoncement σp-sp du sol ausculté. L’exploitation de cette courbe permet de déterminerdes paramètres de résistance (résistance de pointe qd), de déformation (module dynamiqueEdP3), des caractéristiques d’amortissement Js et de célérité d'ondes (CsP3 et CpP3) des solsauscultés en fonction de la profondeur tout au long du sondage.Cependant, et bien que la méthode soit très intéressante, celle-ci est restée au stade d’unprototype de laboratoire. Il est donc nécessaire de réaliser une étude plus approfondie sur l'essailui-même et sur l’information contenue dans la courbe σp-sp en vue de fiabiliser la mesure etd’améliorer son exploitation.Dans un premier temps, nous présentons un bref aperçu sur les techniques dereconnaissance géotechnique et plus particulièrement celle des essais de pénétrationdynamique. Le principe général du PANDA 3 est également présenté.La deuxième partie est consacrée au développement d'un nouveau prototype de pénétromètrePANDA 3. Ce développement s’appuie sur plusieurs études visant à valider la qualité desinformations recueillies, leur bonne reproductibilité et le traitement des signaux d’acquisition. Demême, un modèle numérique discret du battage pénétrométrique développé à l’aide du logicielParticle Flow Code (Itasca) est présenté permettant de valider la technique de mesure.La troisième partie traite d'une étude comparative des résultats obtenus avec le PANDA 3 etd’autres techniques d'auscultation in situ afin de valider les résultats obtenus et l’utilisation del’appareil dans des conditions réelles. Par ailleurs l’extension de cette technique de mesure aucas des pénétromètres lourds est appliquée dans le but de mesurer l'énergie transmise etd’étalonner le système de battage.Enfin, la dernière partie est consacrée à l'interprétation et l'exploitation des signaux en pointeafin d'affiner le modèle d'interprétation de la courbe charge-enfoncement. L'analyse del'ensemble des signaux enregistrés au laboratoire a permis d’approcher une méthodologied'exploitation de la courbe. L'application de la méthode proposée a été réalisée pour différentssols aussi bien au laboratoire que sur le terrain. Les résultats obtenus ont été confrontés avecd'autres types d’essais.

An advanced technology for measuring track substructureconditions has been developed by Sol Solution in France. Thistechnology, referred to as the PANDA® and Geo-Endoscopy®technique, comprises driving a variable energy cone penetrationdevice into the track substructure using an instrumented anvil tocollect strength (and modulus by correlation) profile with depth.Condition monitoring of the track substructure layers isaccomplished through insertion of a camera into the same hole,also called Geoendoscopy®. The tests are commonly faster thanDynamic Cone Penetration (DCP) testing and cause negligibledamage to the track substructure with the use of light andportable devices. This paper presents data from PANDA® andGeo-Endoscopy® testing efforts recently carried out under thescope of an ongoing research study at the University of Illinois.The primary objective was to relate the substructure layerproperties to plastic layer deformations measured throughadvanced geotechnical instrumentation. Combined analysis ofthe PANDA®, Geo-Endoscopy®, and field instrumentation datahas been used to highlight the reliability of this innovativetechnique towards improved evaluation of track substructurelayer conditions.

Os ensaios de investigação de campo representam uma necessidade para engenhariageotécnica, pois podem identificar as camadas e estimar os parâmetros mecânicos do solo para umaadequada previsão do comportamento das estruturas de contenção, estabilidade de taludes,fundações, aterros compactados de barragens, entre outros. Estes ensaios realizados in situfornecem informações reais do comportamento do maciço, pois levam em consideração todas ascondições de contorno e fornecem informações diretas dos parâmetros do maciço, além de serem derápida execução quando comparados com os ensaios de laboratório. Nesse contexto a resistência dosolo é um dos principais parâmetros geotécnicos e o ensaio de penetração dinâmica com energiavariável – conhecido como PANDA, atualmente na sua 2ª geração, é um ensaio que está sendointroduzido no Brasil, e surge como uma boa opção para auxiliar em projetos de fundações rasas,relacionando a capacidade de carga de fundações com o ensaio PANDA2, pois apresenta uma sériede vantagens como, por exemplo: são muito leves, portáteis e de fácil execução do ensaio, além deregistrar continuamente e milimetricamente a resistência de ponta “qd” do perfil do solo. Estetrabalho tem como objetivo comparar o número Nd dinâmico, expresso pela relação (qd/σv0), comresultados de ângulo de atrito obtidos em laboratório (ensaios de compressão triaxial drenados ecisalhamento direto), podendo assim obter uma relação para auxiliar em projetos de obrasgeotécnicas. Foram realizados ensaios PANDA2 no aterro compactado da ombreira direita daBarragem João Leite, localizado em Goiânia-GO, a 200 km da Capital Federal, onde se obteve aresistência de ponta do perfil do aterro. Também foram realizados ensaios de cisalhamento diretopara obtenção dos parâmetros de resistência (c’ e ’) do solo compactado a partir de amostrasretirada do referido aterro. Estes resultados nos mostram que há uma relação entre os parâmetrosde resistência de laboratório e de campo obtido com o PANDA2 e que a medida que aumenta-se obanco de dados é possível estimar valores de resistência que irão nos auxiliar em projetosgeotécnicos.

Field tests are widely used for soil characterization in geotechnical applications in spite of implementationdifficulties. The light penetrometer is a well-known testing tool for fine soils, but the physical interpretationof the output data in the case of coarse granular materials is far less evident. Indeed, the dataare considerably more sensitive in this case to various parameters such as fabric structure, particle shapesor the applied impact energy. In order to achieve a better understanding of the penetration process into acoarse granular material, a numerical study was performed by means of contact dynamics simulations.The penetration of a moving tip in a sample composed of irregular grain shapes was studied and the influenceof the driving velocity and input energy on the penetration strength was analyzed. The results showthat the latter grows with both the penetration rate and energy, despite the strong fluctuations occur dueto a jamming–unjamming process in which the contact network connectivity evolves intermittently incorrelation with the penetration strength. This analysis suggests that the time-averaged data providedby a penetrometer is reliable information from which the bulk strength properties of coarse granularmaterials can be evaluated.

Dans cet article on présente le nouveau Panda 3, instrumenté de différentes capteur et permettant, pour chaque impact enregistré, de déterminer différents paramètres mécaniques du sol, tel que la raideur dynamique et le module de déformation. Trois campagnes d’essais ont été réalisées dans trois sites ferroviaires différents afin de montrer l’intérêt de cette nouvelle technique qui permet de caractériser la rigidité de chaque couche de sol composant l’assise des voies.

En reconnaissance géotechnique, une des techniques le plus utilisées dans le monde est très certainement le pénétromètre, et parmi eux, le pénétromètre dynamique occupe une place très importante. Cependant, les pénétromètres dynamiques restent des appareils rustiques et d’une technologie ancienne. De même, ces appareils fournissent très peu d’information, notamment la résistance de pointe qd ; qui n’est pas un paramètre intrinsèque du sol. Par ailleurs, le phénomène du battage reste toujours expliqué par la théorie de chocs de Newton, alors qu’on sait qu’il n’est pas un simple problème pouvant être expliqué à l’aide de cette théorie.C’est pour répondre à ces besoins qu’il a été développé un nouveau pénétromètre dynamique équipé de différents capteurs permettant, par le biais du traitement et de l’analyse des signaux enregistrés lors d’un choc, d’obtenir les paramètres gouvernant le comportement « effort-déformation » du sol pendant l’enfoncement de la pointe. Il s’agit du pénétromètre Panda 3. Le principe de mesure est simple et consiste à enregistrer et à découpler les ondes créées par l’impact du marteau sur la tête de l’appareil et à calculer ensuite la force, l’accélération et la vitesse subies en pointe. Ceci nous permettre de tracer la courbe charge-enfoncement pour chaque coup fourni lors du battage. L’exploitation de cette courbe permet de déterminer des paramètres de résistance (qd, qc) et de déformation du sol tels que la célérité des ondes (Vp et Vs), le module pénétromètrique (Ep) et l’amortissement de Smith (Js).Des nombreux essais ont été réalisés à fin de valider la faisabilité de l’appareil ainsi que des résultats obtenus au laboratoire. Toutefois à l’heure actuelle des essais in-situ n’ont pas été très exploités. En effet, le développement d’un nouvel appareillage comprend non seulement le montage de l’appareil en lui-même et l’étude au laboratoire, mais aussi des études préalables de faisabilité, de validation et des propositions des modes opératoires in-situ.L’objectif de ce travail c’est ainsi de valider la pertinence in-situ de cet essai et de valider la cohérence des résultats obtenus par le biais d’un comparatif avec d’autres essais. Pour ce faire nous avons réalisé des campagnes d’essai in-situ à l’aide du Panda 3 et des essais géotechniques (CPT, DPT, PMT,…) et géophysiques (MASW-2D,…) sur divers chantiers et terrains. Par ailleurs, pour compléter cette étude nous proposons une relation entre le terme de pointe qd et la densité sèche, obtenue à partir des études de calibration pénétromètrique réalisés sur la base des données physiques des sols appartenant à Polytech’ Clermont-Ferrand. Cela nous permettra de compléter l’information obtenue par le Panda 3. Enfin, un analyse des paramètres Panda 3 (résistance et déformation) est également proposée afin d’identifier le paramètre rhéologique « alpha » proposé par Sanglerat, nous permettant de caractériser la nature des sols in-situ.

Dentro de los depósitos de suelos granulares finos, aquellos sedimentarios ubicados a lo largo de los ríos son de lejos los más inestables de un punto de vista sísmico y más particularmente a la licuación debido a sus estados de densidades sueltos o medianamente densos. Ahora bien, la mayoría de los grandes asentamientos urbanos están situados al borde de los ríos y luego sobre tales formaciones geológicas. En consecuencia, en los países a sismicidad considerable como el Chile, la gran sensibilidad de estos suelos a la licuación es durante un seísmo, la fuente de daños con repercusiones económicas, ecológicas incluso humanos importantes máxime que afectan grandes superficies. De hecho, los últimos datando del 27 de Febrero de 2010 se ubicaban sobre una zona de más de 500km de larga y 50 km de ancha.Delante la alta demanda de suelo a causa de la expansión urbana, es luego primordial de tener en cuenta los riesgos debidos a la licuación caracterizando geológicamente y sísmicamente el suelo. Desde varios años, nuevos métodos geofísicos se desarrollan notamente los métodos MASW activos (Multi-Channel Analysis of Surface Waves) y MAM (Microtremor Array Measurements) permitiendo la modelización precisa de grandes superficies de suelo a partir del análisis de las ondas sísmicas.El objetivo de este trabajo es luego de proponer metodologías de aplicaciones del método MASW en función del depósito de suelo arenoso y de determinar la influencia de los parámetros físicos, geotécnicos y de estados sobre las velocidades de las ondas. Se encontrará más específicamente las áreas potencialmente licuables a partir del análisis de las ondas de corte y las superficies de las capas de suelos mediante el análisis de las ondas de compresión a fin de obtener perfiles de suelos precisos. Los ensayos tendrán lugares en tres sitios diferentes: una playa al sur de Valparaíso, un tranque de relaves espesados en el norte del país y sobre el suelo de fundación de un edificio en Viña del Mar lo que cubrirá una ancha gama de depósitos de suelos granulares finos.