Dans cet essai, l’éprouvette de sol est placée dans une cellule dite « triaxiale ». L’éprouvette cylindrique d’un élancement h/d au moins égal à 2, h désignant la hauteur et d le diamètre (fig. 9.5).

A la base et au sommet de l’éprouvette sont disposées des plaques drainantes reliées à l’extérieur à des dispositifs permettant soit d’assurer le drainage et de connaitre les variations de volume, soit de mesurer la pression interstitielle dans l’éprouvette.

Les contraintes sont transmises à l’éprouvette de deux manières. Il y a d’une part une pression de confinement σ₃ = σ_r existant dans la chambre triaxiale générée par un dispositif de mise en pression et d’autre part, on applique un effort axial F qui crée un déviateur de contrainte axial (σ₁ - σ₃) ; la contrainte σ₁ est généralement mesurée par un capteur situé au sommet de l’éprouvette.

De plus, on mesure la variation de hauteur de l’éprouvette Δh qui donne la déformation axiale Δh/h = ε_l.

Enfin, on peut imposer au sein de l’éprouvette une contrepression(CP) qui a pour but de réaliser une bonne saturation de celle-ci.

La mesure de σ₃, l’application éventuelle de CP, la connaissance de (σ₁ - σ₃) et la mesure de la pression interstitielle u permettent de déterminer à chaque instant l’état de contraintes totales et l’état de contraintes effectives existant dans l’éprouvette.

Le principe de l’essai consiste en général à appliquer tout d’abord un état de contrainte isotrope avec (σ₁ = σ₃ = σ_r), pondéré éventuellement de la contrepression CP. A ce stade, deux possibilités sont envisageables :

- soit on permet le drainage de l’éprouvette et sa consolidation, ce qui entraîne une modification dans l’état de l’éprouvette se traduisant par une variation de l’indice des vides,
- soit on interdit ce drainage et on mesure la pression interstitielle se développant dans l’éprouvette, dans ce cas, l’état de l’éprouvette ne se modifie pas si l’on suppose qu’elle est initialement saturée.

Dans un second temps on va appliquer l’effort axial pour atteindre la rupture, les deux possibilités de conditions de drainage existent toujours.

Les courbes expérimentales de principe sont dessinées sur la figure 9.6., on trace toujours la courbe (σ₁ - σ₃) en fonction de ε_l à laquelle on associe :

• soit une courbe de variation de la pression interstitielle (b) ;
• soit une courbe de variation de volume (c).

On définit en fonction de ces courbes, l’état de contraintes à la rupture, ce qui donne un cercle dans le plan de Mohr (fig. 9.7). La réalisation de plusieurs essais à σ_r différents permet de tracer la courbe enveloppe et de déterminer c et φ. On peut tracer ces courbes enveloppes soit en contraintes totales, soit en contraintes effectives.