Flexural behaviour of a clay layer: experimental and numerical study

Solid waste landfills consist of a cover barrier that often includes a compacted clay liner. However, this barrier can encounter numerous problems, in particular those related to in situ implementation and to mechanical loading that may cause stress in the clay layer, leading to the development of cracks. Tensile stress damage and shearing bands are often ob- served. To characterize the behaviour of a clay in tension, four-point bending tests attempting to reproduce conditions of im- plementation were carried out in the laboratory. At the same time, original large-scale bursting tests were carried out in the field for validation. To interpret these results, a numerical simulation was used, which was calibrated with laboratory results and then applied to large-scale bursting tests. This simulation was then used to simulate the flexural behaviour of the cover barrier. By focusing on the most critical case, the numerical simulation is able to predict the initiation of cracks. Resume : Les centres de stockage de dechets ont une barriere sommitale comprenant une couche d'argile compactee. Cette couche est un element majeur pour la securite de l'ouvrage. Cependant, cette barriere rencontre de nombreux problemes, en particulier ceux relatifs a sa mise en œuvre et a ses sollicitations mecaniques qui peuvent induire des deformations causees par des fissures dans la couche d'argile. Des endommagements provoques par des contraintes de traction et des contraintes de cisaillement sont ainsi observes. Pour caracteriser le comportement mecanique de l'argile des essais de flexion en quatre points reproduisant les conditions de mise en œuvre ont ete menes en laboratoire. Au meme moment, des essais in situ de soulevement d'une couverture de stockage ont ete realises. Pour interpreter les resultats, une simulation numerique a ete en- treprise. La modelisation a d'abord ete calibree sur les resultats en laboratoire, puis validee sur des essais en grandeur reelle. Cette modelisation a ete utilisee pour simuler le comportement a la flexion d'une barriere de couverture. Ne retenant que le cas le plus critique pour l'argile, les resultats montrent que la simulation est capable de predire l'apparition des fissures. Mots-cles : centre de stockage de dechets, argile, essais de flexion, essais in situ, simulation numerique.