M16-Connaissance de La Mecanique Des Sols BTP-TSCT

7/31/2019 M16-Connaissance de La Mecanique Des Sols BTP-TSCT

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ROYAUME DU MAROC

S ECTEUR : BTP

S PCIALIT : TECHNICIEN SPECIALISE CONDUCTEUR DE TRAVAUX :TRAVAUX PUBLICS

Office de la Formation Professionnelle et de la Promotiondu Travail

RSUM T HORIQUE&

GUIDE DE T RAVAUX P RATIQUES

MODULE 16 CONNAISSANCES SUR LA MCANIQUE DES SOLS


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Rsum de thorie et guide de travaux pratique Module N16 : Connaissance sur la mcanique des sols

SOMMAIRE :

Prsentation du module

Rsum de thorie

I. Caractristiques physiques structure et classification dessols

1) Gnralits et dfinitions2) Processus gologique de formation des sols3) Les diffrentes phases constitutives dun sol4) Les caractristiques physiques et leur mesure

II. Connaissances gnrales sur les limites dATTERBURG

1) limite de liquidit2) Limite de plasticit3) limite de retrait4) Indice de plasticit

III. classification des sols1) La classification du laboratoire des pont et chausse

Sols a granulomtrie uniforme Sols a granulomtrie non uniforme

IV. dtermination pratique des pousses et des butes sur les

crans1) Remarques simplificatrices rugosit diagramme de pression des terres remarques importantes diverses Rugosit inclinaison de la contrainte Diagramme de pression des terres

2) Calcul des contraintes des pousses et de bute dans divers cas pratique Sols stratifis Prsence dune nappe Surface libre de forme quelconque Talus limit en tte de lcran Surcharge semi infinie Surcharges partielles de longueur infinie

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Bande surcharge de longueur infinie Surcharge linaire infinie Surcharges locales autres cas particuliers

Tranches blindes A. Dtermination de la pression des terresB. Actions des surchargesC. Sols cohrentsD. Stabilit du fond de fouilles

1. Dimensionnements des ouvrages de soutnements Avertissement Murs de soutnement classiques

A. Stabilit de renversementsB. Stabilit au glissementC. Stabilit du sol de fondationD. Risque de rupture gnraleE. Murs de soutnement de conception spciale

Dimensionnement des rideaux de palplanches et des parois moules A. classificationB. principe de calcul dun rideau encastr en piedC. rideau ancr en tte et encastr en pied

V. Guide des travaux pratiques1) TP 1 dtermination de la limite de liquidit

2) TP 2 dtermination de la limite de plasticit3) TP 3 dtermination de la limite de retrait

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Dure : 48 heures

OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAUDE COMPORTEMENT

COMPORTEMENT ATTENDU

Pour dmontrer sa comptence, le stagiaire doit savoir dterminer le type des sols etles caractristiques demander par les bureaux dtudes bton arm , selon lesconditions, les critres et les prcisions qui suivent.

CONDITIONS DEVALUATION

Individuellement A partir des questions de cours A partir des exercices nots

CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE

Connatre les types des sols Respecter les normes fixer par le laboratoire des pont et chausse utilisation correcte des matriels du laboratoire savoir faire les calculs ncessaires pour le laboratoire mcanique

des sols

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OBJECTIFS OPERATIONNELS DE SECOND NIVEAU

Le stagiaire doit matriser les savoirs, savoir-faire, savoir-percevoir ou savoir-tre jugspralables aux apprentissages directement requis pour latteinte de lobjectif de premier niveau,tels que :

Avant dapprendre dterminer les limites dATTERBERG :

1. Connatre les types des sols2. Connatre les diffrentes caractristiques des sols3. Apprendre le mode demploi des laboratoires de mcanique des sols

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P RSENTATION DU MODULE

- le module dont lintitul est la connaissance de base de la mcanique dessols- Il est situ dans la premire partie du programme.- Il est compose de 02 parties comme suit :

Connaissances gnrales sur les types des solsDtermination des limites dATTERBERG

- A lissu de ce module, les stagiaires auront acquis des connaissancestechniques de base sur les types des sols et de savoir dterminer les limitesdATTERBERG

- La dure de ce module est de 60 heures.

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Module : CONNAISSANCES SUR LA MECANIQUE DES SOLS

RESUME THEORIQUE

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CARACTERISTIQUES PHYSIQUES STRUCTURE ETCLASSIFICATION DES SOLS

I. GENERALITES ET DIFINITIONS :

Le terme de sol correspond une notion premire, intuitive. Mais si lon se penche de plus prs sur le problme de la dfinition du matriau sol on constate quil on existe plusieurssuivant que lon sintresse un problme gologique de pdologie (tude des sols enagronomie) ou de gologie.

Du point de vue du gologicien, on peut dfinir un sol comme faisant partie des roches

meuble ou plastiques, ou encore comme tant une formation gologique superficielle rsultantde lalternation des roches de lcorce terrestre. Les sols entrent en gnral dans la catgorie desroches sdimentaires lexception des cendres ou projection volcaniques.

La difficult essentielle dune telle dfinition rside dans le fait quelle ntablit aucunedistinction trs nette entre un sol et une roche, et quil existe certains matriaux telle que lesmarnes compactes, que lon peut classer soit parmi les roches,soit parmi les sols

De manire simple, on peut dire quun sol sch et plong dans leau, se dsagrge

relativement vite, alors quune roche reste intacte.Dans de nombreux projets, les sols sont encore trop souvent dsigns par des

expressions imprcises du type : argile sableux, ou sable argileux, sans autre commentaire, alorsque de tels matriaux peuvent prsenter des proprets mcaniques extrmement diffrents, lancessites sest donc fait sentir dtudier les caractristiques physiques des sols, de manire aboutir une classification gologique rationnelle, liminant ces imprcisions de langage.

II. PROCESSUS GOLOGIQUE DE FORMATION DES SOLS :

On vient de voir les sols sont le rsultat de laltration des roches constitutives de lacrote terrestre (roches mres). Ltude de ces phnomnes relve de la godynamique externetudie dans le cours de gologie de P.ANTOINE tome 1 .nous bornons ici rappeler lessentiel.

Laltration de la roche mre peut tre le rsultat : Dune dgradation mcanique due divers facteurs : variation thermiques (gel dgel -

chauffement) Dun processus chimique :

Oxydation (air ou deau de pluie) donnant en gnral une teinte rouille (sels ferriques)

Rduction (eaux stagnantes) donnant une teinte bleute ou verdtre (sels ferreux)Hydratation

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DissolutionHydrolyse

Dun processus biologique, produisant la fois une action mcanique et une actionChimique (racines, dcomposition de vgtaux, bactries).

Ltude de la gense des sols permet dautre part de distinguer trois catgories :Les sols autochtones :

Qui rsultent directement de laltration du substratum rocheux quils recouvrent.Exemple typique : arne granitique ou gore (sable argileux grossier)

Les sols rsiduels :Trs rpands, rsultant de dgradation de la roche sous jacente et de roches ayant plus

ou moins disparu par suite dune dcomposition intrieure. Ces sols prsentent donc une parenttotale avec le substratum actuel. Ce sont essentiellement des sols dominante argileuse.Exemple : argile silex du bassin parisien.

Les sols transports :Trs rpandus. Le transport peut rsulter de diffrents processus :

Transport, limite dans lespace, de formations rsiduelles par glissement oucoulement visqueux : colluvions de pente.

Transport du glaciers actuels ou disparus : moraines (argiles blocaux). Transport par le vent : loess, limon et sables oliens. Transport par les cours deau : dpts alluviaux fluviaux (trs htrognes) lacustres ou

marins (homognes).La connaissance du processus gologique de formation des sols nest pas sans intrt

pour le gotechnicien. Cest ainsi que les argiles glaciaires, qui on subit lors des glaciationsquaternaires les contraintes importantes dues au poids des glaciers aujourdhui disparus, aurontun comportement mcanique trs diffrent de celui des argiles molles de mexico, dont lastructure trs lche rsulte du dpt dans un lac profond (actuellement combl) de particules decendres volcaniques fines amenes, soit par le vent, soit par les cours deau affluentes

III. LES DIFFRENTES PHASES CONSTITUTIVES DUN SOL :Un sol est un lment de trois phases : la phase solide compose de grains dont

lensemble constitue le squelette du sol, la phase liquide reprsente par leau remplissant partiellement les vides existant entre les particules, et la phase gazeuse constitue en gnral par un mlange dair et de la vapeur deau qui occupe les vides restants.

A. Phase gazeuse gnralementLorsque le sol est sec, le gaz contenu dans les vides est gnralement de lair, mais le

plus souvent il sagit dun mlange dair et de vapeur deau, car les sols en place sont le plussouvent humides. Lorsque tous les vides sont remplis deau, la phase gazeuse est inexistante, lesol est doc saturs.

En pratique, dans nos rgions temprs, des nappes deau souterrains appeles nappes phratiques baignent les sols en place Leur niveau suprieur se situe en gnral quelquesmtre de la surface. La plupart des sols quelques mtres sont saturs

Ltude du comportement des sols non sauts est trs complexe et en est encore ses

dbuts. Llment gazeux joue cependant un rle trs important en pratique, en particulier dansle compactage des sols.

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Dans la suite des cous, sauf indication contraire, nous bornons considrer le cas dessols saturs.

B. Phase liquide :On distingue diffrentes catgories deau dont limportance est plus ou moins grande

suivant la grosseur des grains du sol. Leau libre :

Qui peut circuler entre les grains. Elle svapore compltement lorsque le sol est port une temprature lgrement suprieure 100 C. Cest leau libre qui constitue les nappes phratiques.

Leau capillaire :

Ce type de leau est retenu sous forme de mnisque au voisinage des points de contactentre les grains par des forces capillaires, crant entre ces derniers des forces dattraction. Dansle cas de sols non saturs, et disparat dans les mmes conditions de temprature que leau libre.

Leau absorbe :

Que lon rencontre dans les sols trs fins (diamtre moyen < 2m). Due au problmedabsorption de leau par la phase solide, elle consiste dadsorption de leau forme de couchesorientes de diples H2O. Ses proprits sont trs diffrentes de celles de leau libre. Elle nest pas mobile, prsente une importance viscosit qui lui confre des proprits intermdiairesentre celles dun solide et celles dun liquide. Elle ne peut tre vacue qu temprature leve(vers 300 C).

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Cette coquille deau absorbe joue le rle de lubrifiant entre les grains, et a uneinfluence importante sur les proprits mcaniques des sols fins.

C. Phase solide :Lorsque le sol rsulte de la dsagrgation mcanique dune roche, les grains du sol sont

constitus de mmes minraux que la roche mre. En gnral des dimensions suprieures 2 ,et une forme relativement arrondie, constituant un squelette dans lequel les vides occupent unvolume plus faible que les grains.

Lorsque le sol rsulte dun processus chimique qui sest superpos une dsagrgationmcanique, les particules du sol nont plus la mme structure cristalline que la roche mre, etont des dimensions infrieures 2 . Les sols ainsi forms sont appels argiles.

Nous reviendrons plus loin sur le dtail de leur structure lchelle molculaire.Les particules argileuses sont caractriss par :Une dimension trs faible (diamtre moyen


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Le squelette dun sol peut galement tre constitu de particules de matires organiquesde formes et de dimensions trs variables. La touche est un exemple de sol organique vgtale structure fibreuse. Les vases sont des argiles organiques en formation contenant divers types de bactries et des matires organiques en voie de dcomposition.IV. LES CARACTRISTIQUES PHYSIQUES ET LEUR MESURE :

A. Paramtres dimensionnels :Dans la plupart des questions on utilisera les poids volumique. En se reportant la

reprsentation conventionnelle classique dun volume V de sol dans lequel les trois phasesseraient spares, on dfinit successivement :

h poids volumique total humide h = w / v. sat poids volumique satur (lorsque leau occupe la totalit des vides). d poids volumique sec d = ws / v.

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s poids volumique des grains solides s = ws / vs. w poids volumique de leau w= Ww/ vw poids volumique djaug (lorsque le sol est entirement immerg)

Quand il ne peut y avoir confusion, on utilise quelquefois la notion au lieu de h, at ou d.Lutilisation des poids volumiques au lieu des masses volumiques , permet dviter lintroduction de lacclration de la pesanteur g ( = g).

B. Paramtres sans dimensions :Ce sont des paramtres trs importants et essentiellement variables pour un sol donn. Ilsindiquent dans quelles proportions se trouvent les diffrentes phases du sol, et caractrisentltat dans lequel se trouve le squelette du sol (tat de compactibilit lche ou serre). Ondfinira successivement en se reportant la figure.

On rencontrera parfois la notion de densit dun sol par rapport leau. La notion utiliser seraalors par exemple d / w pour la densit sche. Bien quil sagisse dun paramtre sansdimension, nous ne lincluons pas dans le paragraphe, et, en principe, nous nutiliserons pascette notion.

Lindice des vides e :

Rapport du volume des vides au volume des grains solides.E = Vv / VsLindice des vides dun sol peut tre suprieur 1 (cas extrme des argiles de mexico : e > 13).

La porosit n :

Rapport du volume des vides au volume total du sol. N = Vv / VLa porosit dun sol est toujours infrieure 1.

La teneure en eau :

Rapport du poids des grains solides pour un volume donn de sol. Dans cette dfinition onconvient de prendre en compte leau qui sest vapore aprs un schage du sol dans une tuve 105 C. jusqu poids constant de lchantillon. On lexprime en pourcentage.W = Ww / Ws x 100 %La teneur en eau dun sol peut dpasser 100 %.

Le degr de saturation :

Rapport du volume de leau au volume des vides. L indique dans quelle proportion les videssont remplis par leau. il sexprime galement en pourcentage.Sr = Vw / Vv x 100 %.

Relation entre les paramtres :

Les paramtres que lon vient de dfinir ne sont par indpendants. Il est courant que lon ait besoin de calculer certains dentre eux a partir de la mesure des autre. Les relations les plusimportantes sont les suivantes :

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N = e / (1+e).W = e.Sr. w / s.E = n / (1-n).Pour les sols saturs e = w x s / w.h = (1+w) x s / (1+r) = (1-n) s + Sr.n.wd = s ( 1-n ) = s / (1+e ).Pour les sols saturs sat = d + nw ) = (s w ) ( 1-n ) = (s w ) x d / s.Pour tablir ces relations, il est pratique dtudier la reprsentation schmatique conventionnelledu sol rencontre plus haut

Importance des paramtres sans dimensions :

Nous verrons, au paragraphe suivant, lon peut sparer les sols en deux grandes familles :Les sols grenus ou pulvrulentes dont le type est le sable, et dont les grains sont libres de semouvoir les uns par rapport aux autres (le sable coule entre les doigts).Les sols fins ou cohrents dont le type est argile, qui prsentent de la cohsion.Les sols grenus ont un comportement mcanique qui dpend presque uniquement de leur tat decompacit (lche ou serr), alors que les sols fins ont un comportement qui dpend en premier lieu de leur teneur en eau.On voit donc que parmi tous les paramtres dfinis prcdemment, ce sont les paramtres sansdimensions qui sont es plus importants.

Comme le poids volumique des grains solides (hormis le ca s des particules organiques) variedans des limites assez faibles :26 KN / m3On peut le considrer pratiquement comme constant (on prend en gnral s = 2.65 KN / m3),et connaissant le poids volumique de leau considr aussi comme constant (w = 10 KN / m3),il en rsulte que les paramtres variables et indpendants dun sol se rduisent deux :Lindice des vides : eLa teneur en eau : w N.B pour donner une meilleure ide de ltat de compacit dun sol grenu, on dfinit galementun nouveau paramtre sans dimensions, lindice de densit ou densit relative :Id = ( emax -e ) / ( emaxemin ).Emax et emin sont les deux tats de compacit extrmes que lon peut obtenir exprimentalement pour un sol donn. Ils sont dtermines par des essais de laboratoire strictement normaliss.Leau capillaire confre aux sols pulvrulents humides une lgre cohsion. Cest elle qui rend possible la construction des chteaux de sable par les enfants.Pour un sol lche : Id est voisin de 0Pour un sol serr : Id est voisin de 1

On notera par ailleurs que dans le cas des sables, on a toujours :

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0.40 e 1Le tableau suivant donne les caractristiques de diffrents sols en place.

sol Priode outage

gologique

s(KN/m3)

e n Teneur en eau

naturelle

h(KN/m3)

Teneur enmatire

organique

Teneur en

CaCO3Sable de

fontainebleauStampien 27.0 0.75 0.43 6% 16.3 === ===

limon dOrly quaternaire 26.2 0.6 0.38 23% 19.3 === ===Limon de la

percheCrtac

suprieur 26.7 1.4 0.58 50% === === ===

Argile vertede

Romainville

Sasannoisien(oligocne)

26.7 0.80 0.44 30% 19.7 === 0.2

Argile desFlandres

Ypresien(ocne)

27.4 1.01 0.50 35% 18.5 === 0.2

Argile deDozul

Callovo-oxfordien

26.6 0.50 0.33 19% 21.2 === ===

Vase de pallavas

quaternaire 26.3 1.73 0.63 66% 16.2 5% ===

Tourbe deBourgoin

quaternaire === 9 0.90 580% === 55% ===

Argile demexico

Originevolcanique

=== 3.38

13.50

0.77

0.93

=== === === ===

Mesures de laboratoire :

Daprs ce que lon vient de voir, il suffit de dterminer les valeurs des trois paramtresindpendants s, e et w, ou lon tire ensuite les autres caractristiques laide des relations prcdentes.Compte tenu de la disposition invitable, due notamment lhtrognit du matriau, on prendra la moyenne de plusieurs essais. Les mesures se font en gnral au laboratoire.

Dtermination du poids volumique des grains solides s :

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Cette mesure se fait laide dun pycnomtre. Un poids connu de sol Ws, sche par passage ltuve 105 C jusqua poids constant (w = 0 ) est introduit dans un flacon (pycnomtre)contenant de leau distille. On en dduit par pese le volume deau dplace par le sol Vs.Lou lon tire :s = Ws / Vs.

On a vu que lon obtient en gnral 26 KN / m3 < s < 28 KN / m3.Toutefois, si le sol a une teneur leve en matires organique on peut obtenir des valeurs plusfaibles pour s exemple vase de Martrou s = 18 KN / m3.

Dtermination de la teneur en eau :Elle se fait par deux peses. Lune la teneur en eau naturelle qui donne le poids W delchantillon humide, lautre tat sec aprs passage ltuve 105 C. jusqu' poids constantqui donne le poids sec Wd de lchantillon.On en tire W = (w-wd ) / wd.

Dtermination de lindice des vides e :

Cest une mesure dlicate. Elle ncessite la dtermination du poids du poids Ws du sol sch ltuve, et du volume total V de lchantillon. Ce dernier se dtermine gnralement enmesurant la longueur dune carotte de diamtre connu (diamtre du carottier). On peut aussi

oprer par dplacement de liquide la balance hydrostatique aprs avoir paraffine lchantillon.On en tire : e = [ V / (Wd / s ) ] -1.

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V. STRUCTURES DES SOLS :A. Granulomtrie dun sol

Le squelette solide dun sol est form de particules de dimensions trs variables pouvant aller de la dizaine de cm au micro. Le but de lanalyse granulomtrique est de dterminer ladistribution de ces particules en mesurant par pese limportance relative de classes grains dedimensions bien dfinies. Ces diffrentes classes portent les dnominations suivantes :

On procde exprimentalement par tamisage pour les lments de diamtre moyen > 100 et par sdimentomtrie pour les lments fins est importante. Le tamisage se fait sous un courantdeau (voie humide). Sinon, il peut seffectuer par voie sche.

Tamisage

Lessai de tamisage se fait laide dune colonne de tamis soumise des vibrations. Lessai estnormalis. La quantit de matriau retenue par un tamis sappelle le refus, la quantit dematriau qui passe au travers dun tamis sappelle le tamist.En dsignant par Rj les refus, Ti les tamists, on a au nime tamis dune colonne de tamisage :

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Tn 1 = Rn + Tn

Sdimentomtrie

Pour les particules infrieures a 100 les forces de surface inter particulaires sont tropimportantes (apparition de la cohsion), et les grains tendent sagglomrer. On procde par sdimentomtrie, mthode bas e sur lapplication de la loi de stockes phnomne dedcantation des grains de sol dans une solution dfloculante.

La loi de stockes donne la vitesse limite dune particule sphrique descendant sous laction dela pesanteur dans un milieu visqueux.Cette vitesse est proportionnelle au carr du diamtre de la particule, les particules les plusgrosses se dposent plus rapidement.

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On a : v =(s o) d2 / 18 tant la viscosit dynamique de leau la temprature de lexprience ( = 1 centpoise 20).o le poids volumique du liquide (eau + dfloculant)On procde exprimentalement en mesurant la densit de la solution diffrentes niveaux enfonction du temps laide dun densimtre. En introduisant la notion de diamtre quivalent dy(les particules ntant en ralit pas sphriques, mais plutt aplaties ) on peut calculer partir des mesures de densit, le pourcentage y en poids de sol sec, des particules de dimensionsinfrieures ou gales dy.

B. Limites dATTERBERG :Afin de prciser les trois tats de consistance des sols fins : tats liquide, plastique, et solide, lesudois ATTERBERG a proposer au dbut du sicle de dfinir trois limites exprimes par desteneurs en eau (en %). Les limites de liquide WL de plasticit Wo et de retrait Ws.Indiquons successivement les tests auxquels on se rfre pour dfinir ces limites, tels quils ont

t prciss par CASAGRANDE. Nous renvoyons pour plus de dtails aux manipulations de gotechnique routire, et au cours deroutes.

Limite de liquidit WL :

Elle spare ltat liquide de ltat plastique. Elle se dtermine comme suite : on tant sur unecoupelle une couche dargile que lon divise en deux laide dun instrument en forme de. Onimprime la coupelle des secousses gales en intensit, suivant un rythme normalis. A lalimite de liquidit, la rainure en V doit tre referme sur une longueur de centimtre aprs vingtcinq secousses.

Limite de plasticit WP :Elle spare ltat plastique de ltat solide. Elle correspond la teneur en eau minimum pour laquelle on peut rouler le sol en rouleaux de trois millimtre de diamtre et de deux centimtrede longueur sans quils se rompent.

Limite de retrait WS :

Elle spare ltat solide sans retrait dans lequel leau absorbe est encore en place, de ltatsolide avec retrait ou leau absorbe a disparu. Cest la teneur en eau juste suffisante pour remplir les pores du sol lorsque celui-ci atteint par schage son minimum de volume. Elle sedtermine peu frquemment.

Indice de plasticit IP :Cest la diffrence entre la limite de liquidit et la limite de plasticit dun solIP = WL WPLa notion de plasticit est trs importante en gotechnique, en particulier en en gotechniqueroutire.CASAGRANDE a montr sur les sols amricains quil existait une relation de forme :IP = aWL b.Pour les sols franais a = 0.70 et b = 9

Prcision et port des essais dATTERBERG

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On peut considrer que lerreur sur la limite de liquidit est de lordre de 0.5 % pour unlaboratoire exerc. Celle sur la limite plasticit tre estime 2 %.Malgr leur dfinition trs arbitraire, et le caractre un peu simpliste du processus exprimental,les rsultas prsentent grande fidlit, et les essais dATTERBERG constituent des essaisdidentification et de classification fort utiles pour lingnieur.SKEMPTON a montr que lindice de plasticit est en relation a peu prs linire avec le pourcentage en poids des grains infrieurs 2 (teneur en argile).Or, ce sont ces lments fins qui sont dangereux pour la construction en raison de la prsencedeau absorbe. Le rapport de ces deux pourcentages est appel activit collodale de largile.une argile inactive a une activit < 0.75.aaUne argile normale a une activit comprise entre 0.75 et 1.25.Une argile active a une activit > 1.25.On se mfiera tout particulirement des argiles qui ont un double caractre de plasticit et

dactivit.On notera enfin que dans les sols en place la teneur en eau naturelle W gnralement compriseentre WL et WP trs prs de WP.Le tableau suivant donne les caractristiques de quelques sols fins et typiques.

sol WL WP IP Teneur eneau naturelle Activit

Limon dOrly 32 18 14 23 ****Limon

plastique du perche

75 48 27 50 ****

Argile vertede

Romainville65 30 35 30 0.49

Argile deslandes 82 34 48 35 0.80

Argile deDozul 48 21 27 19 0.47

Argile bleuede boston 42 22 20 40 ****Argile deLondres 76 29 47 29 ****

Tour bure deBourgoin 66 37 29 55 ****

Vase de pallavas 70 30 40 66 ****

VI. CLASSIFICATION DES SOLS

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A. Intrt dune classificationUn systme de classification utilisant les rsultats dessais facilement excutables et peuonreux est dun grand intrt pour lingnieur dans tous les problmes courants de mcaniquedes sols.

Bien quil existe de nombreux systmes de classification prsentant chacun leurs avantages etleurs inconvnients. Et pouvant regrouper diffremment certains types de sols, lintrt duneclassification est en supprimant les dsignations imprcises et ambigus de donner une premireide du comportement mcanique du sol tudi elle permet ainsi dveiller lattention delingnieur au stade des tudes prliminaires ou les avant-projets et d utiliser ensuite judiciairement les crdits affectes a la reconnaissance de cause le type le nombre etlemplacement des essais plus complexes de laboratoire ou in situ qui seront ensuite excuts.Enfin dans le cas des ouvrages ou lexprience pratique simpose encore sur le calcul (choix desstructures en gotechnique routire par exemple)Lutilisation dune classification est indispensable.

On dfinit galement lindice de liquidit :IL = (W WP) / (WL WP) = (W WP) / IP.Pour une argile donne, plus cet indice est grand, plus largile voisine de ltat liquide, donc

plus elle est dangereuse. On notera que si W > WL, ce qui arrive parfois, IL est suprieur 1.B. La classification LPC : laboratoire des ponts et chausses :

Nous nous bornerons tudier la classification LPC couramment utilise en France. Cetteclassification utilise les rsultats fournis par la granulomtrie et les limites dATTERBERG,ainsi quelques essais complmentaires qui seront vu au chapitre suivant

Sols granulomtrie uniformeLorsque les dimensions des grains sont peu diffrentes, on adopte la classification dj donneSols pulvrulents dmoy> 20 (cailloux; Graves gros; sable; sable fin)Sols cohrents dmoy< 20 (limon, argile)En fait les limons ne se diffrencient des argiles que par les valeurs des limites dATTERBERGcomme indiqu ci-aprs.

Sols a granulomtrie non uniforme

Sols grenus dont 50 % des lments en poids ont un diamtre > 80 .

Sols fins dont 50 % des lments en poids en un diamtre > 80 .Sols organiques dont la teneur en matire organique est leve.Elle utilise les rsultats des essais dATTERBERG par intermdiaire de labaque de plasticitde CASAGRANDELa classification LPC est rsum dans les tableaux suivants :

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CALSSIFICATION DES SOLS GRENUS

dfinitions sym conditions Appellations

g r a v e s

+ 5 0 %

: D > 2 m m

- 5 %

< 0 . 0 8 m m

GbGW Cu = D60 / D10 > 4Et Cc = (D30) / (D10 x D60) compris entre 1 et 3Grave propreBien gradue

GmGp

Une des conditions de Gb Non satisfaire

Grave propreMal gradue

+ 1 2 % : < 0 . 0 8 m m

GLGM

Limite dATTERBERG au-dessous de A Grave limoneuse

GAGC

Limite dATTERBERG au-dessus de A Grave argileuse

CALSSIFICATION DES SOLS GRENUS

dfinitions sym conditions Appellations

s a b l e s

+ 5 0 %

: D < 2 m m

- 5 %

< 0 . 0 8 m m Sb

SWCu = D60 / D10 > 6

Et Cc = (D30) / (D10 x D60) compris entre 1 et 3Sable propreBien gradu

SmSp

Une des conditions de Sb Non satisfaire

sable propreMal gradu

+ 1 2 %

: < 0 . 0 8 m m

SLSM Limite dATTERBERG au-dessous de A Sable limoneux

SASC

Limite dATTERBERG au-dessus de A Sable argileux

Lorsque 5 % < % infrieur 0.08 mm


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VII. PROCDURE DIDENTIFICATION ET ESSAIS COMPLMENTAIRESA. Procdure courante didentification :

Nous ne parlons par des problmes dchantillons qui sortent du cadre de ce cours, mais quilne faut pas cependant ngliger. Nous renvoyons pour cela aux modes opratoires du LPC.Lidentification commencera toujours par une observation pralable de lchantillon : (couleur,odeur, homognit, prsence de coquilles, de dbris vgtaux, etc...).On passera ensuite la mesure des paramtres physiques :s (au pycnomtre), teneur en eau W,indice des vides e (par mesure directe ou laide dune balance hydrostatique ). On pourra endduire les autres caractristiques physiques.On procdera ensuite la dtermination de la granulomtrie :Par tamisage sec sil y( a pas dlments fins) :Par voie humide (tamisage sous leau) dans le cas contraire.On comptera lessai par la sdimentomtrie sur la fraction < 100 .En prcisant bien le mode de dispersion et la nature du floculant.On en tirera :Le cfficient duniformit de HAZEN : Cu = d60 / d10Eventuellement le cfficient de courbure : Cc = (d30) / ( d10 x d60 ).

OFPPT/DRIF

Sols finsPlus de 50%


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Le diamtre efficace d10.Le pourcentage des lments infrieurs 2 (teneur en argile ) par rapport au poids total dumortier (lments 30.

OFPPT/DRIF 27


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VIII. DETERMINATION PRATIQUES DES POUSSEES ET DES BUTEESA. Remarques simplificatrices, rugosit, diagramme de pression des terres

remarques importantes diverses

a) Les efforts qui intressent les projeteurs sont ceux qui sont perpendiculaires lcran.Lorsque lcran est rugueux, il ne faut pas oublier de prendre les composantes normales desefforts de pousse ou de bute. Lexpression de ces composantes normales figure dans letableau annexe.

b) dans la plupart des cas, les praticiens adoptent un seul coefficient de pousse K a et unseul coefficient de bute K p ; il sagit en gnral des coefficients correspondants au milieu pesant.On a donc

K a=K a=K aK p=K p=K p

Quelle erreur peut-on commettre en procdent ainsi ?Le tableau ci-aprs reprsente les coefficients de pousse K aet K a sexerant sur un cranvertical, la surcharge tant normale.

Dans le cas 1 la surface libre est horizontaleDans le cas 2 la surface libre est incline 15 ( =+15).

Cas 1 Cas 2 =0 soit = /2 =15 soit = 105

= 0 = + = 0 = +ka Ka ka Ka ka Ka ka Ka

15 0.59 0.59 0.53 0.54 1.02 0.51 0.97 0.4720 0.49 0.49 0.44 0.45 0.65 0.41 0.61 0.37

30 0.33 0.33 0.31 0.32 0.41 0.25 0.38 0.2340 0.22 0.22 0.22 0.22 0.25 0.14 0.29 0.34Ce tableau montre que, dans le cas 1, les divergences sont ngligeables. par contre, le

cas 2, les diffrences vont simple au double.La simplification k a = k a ou k p=k p doit donc tre utilise en connaissance de cause, et

dans certains cas, en particulier lorsque les surcharges sont leves, il est inacceptable. Rugosit, inclinaison de la contrainte

La prise en considration dun cran lisse (=0) conduit en gnral des valeurs pessimistes de k a et k p ; on pourra donc retenir que, sauf exception, cette hypothse est du ctde la scurit.

En effet, en gnral la pousse des terres sur le mur conduit un dplacement verticalvers le bas du sol par rapport au mur. Par contre, la mise en bute dun massif conduit undplacement vertical ascendant du sol le long de lcran

Donc>0 Pour la pousse


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p o u s s e

d

mobilisation de la pousse mobilisation de la bute

d

d u m a s s i f

r e a c t i o n

d

b u t e

f o r c e x t e r i e u r e

Les crans rels ont toujours une certaine rugosit (rideaux de palplanches, maonnerie, bton) et permettent le frottement du sol.Dun ct les coefficients de pousse et de bute k a et k p diminuent lorsque croit en valeur algbrique.

Donc, si lcran est rugueux. k p croit et k a diminue ; lhypothse =0 va donc dans lesens de la scurit.

Les variations du coefficient de bute sont trs importantes et la prise en compte dunerugosit trop forte risque de conduire un sous dimensionnement des ouvrages.

Par exemple, pour un cran vertical, une surface libre horizontale et un angle de 35,on a :

cran lissek a=tg(/4-/2)=0.27k p=tg(/4+/2)=3.69

cran rugueux :=+ ka=0.26

Mais =- ka=10.5

3 5

P a

fondationcompressible

Compte tenu de cette remarque et du rappel des dplacements ncessaires pour mobiliser la bute, on saperoit que le choix de doit tre fait avec beaucoup de prudence.

Examinons un cas particulier assez rare mais peut se produire.

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Supposons que le mur de soutnement de la figure prcdente soit fond sur un solcompressible et tasse sensiblement.

On voit que le frottement est invers et devient ngatif pour =- et =35 le tableau donne k a=0.94.

Par rapport au cas prcdant la pousse est alors multiplie par 3.6. Ceci confirme

limportance dun choix correct des hypothses. Diagramme de pression des terresDans la pratique, le calcul des soutnements doit tre conduit en prenant en compte des

hypothses souvent complexes : Massif pesant a surface libre pouvant tre incline, cran recoupant plusieurs couches de caractristiques mcaniques diffrentes, Action de la pression de leau, Action des surcharges permanentes ou provisoires de dimensions indfinies ou limites.

Pour calculer les ouvrages sous ces nombreuses sollicitations combines, on a lhabitudede reprsenter en chaque point de lcranla composante normale de la pression des terres, le

sol tant suppos en quilibre limite de pousse ou de bute.Les paragraphes suivants ont pour but de permettre llaboration de ce diagramme ditdiagramme de pression des terres.

La figure suivante reprsente un tel diagramme :

surcharge 10kN/m

N.P

N.P

0.00

-4.00

-6.00

-8.00

28

-14.00

74

58

diagramme des pression des terres

N.P = niveau phratique kN/mB. Calcul des contraintes de pousse et de bute dans divers cas pratiques

Les mthodes qui sont prsents ici sont loin dtre rigoureuses. Elles ont lavantage de permettre lapplication de la thorie de la pousse et de la bute aux problmes courants. Danscertains cas diffrentes mthodes sont proposes ; compte tenu de la remarque qui vient dtrefaite, il ne faut pas stonner si elles conduisent des rsultats parfois assez divergentes.

Sols stratifies

Mthode . Les terres situes au-dessus de la couche considr sont supposes agir comme une surcharge pour calculer la pression des terres dans cette couche.

Explication. Pour dterminer la pousse des terres le long de AB, on peut superposer dans le cas gnral

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a) La pousse due au point de la couche i b) Laction des couches suprieures et de la surchargec) Laction de la cohsion

3 5

P a

fondation compressible

Do le tableau suivant :

Pression normale lcran enM Rsultante des pressionsnormales pour la couchePousse de la couche qi=k a L cos

qi=k a z (cos cos )Qi=1/2 k a i Hi (cos /cos)

Action des couchessuprieures et de la surchargesoit S=q1+ H

q1=k a S cos Q=k a S H (cos / cos )Applique ou milieu de AB

Action de la cohsion A dduire :Qc=Ci/tgi(1-kacos)

A dduire :Qc=ci/tg(1-k acos)Hi/cos

Observations. Cette mthode nest valable que dans la mesure ou lon admet quek a=k a

A la limite de deux couches, au point A par exemple, la contrainte peut tre diffrenteselon que lon considre le point A situ a la base de la couchei 1 de caractristiques ci-1et

i-1ou le point A situ en tte de la couche i de caractristiques c i et i

couche relle

Discontinuit la limite de deux couches

II

IA-

A+

Il y a donc desdiscontinuits parfois trs importantes la limite de deux couches. dansla pratique de telles discontinuits ne s auraient exister de faon brutale.

Il est indispensable de considrer sparment les points A+ et A- situes a la limite dedeux couches pour tablir le diagramme de pression des terres.

Prsence dune nappe

OFPPT/DRIF 31


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H w

poussehydrostatique

nappeaval

nappeamont

H

Deux actions doivent tre superposes :- Laction de la pousse des terres en prenant en compte le point spcifique immerg en

dessous de la nappe.- La pousse hydrostatique de leau qui, bien entendu. est normale a lcran.

Sil existe galement une nappe cot aval de lcran, la pousse hydrostatique est constante etgale a la diffrence H de niveau entre le cot amont et aval en dessous du niveau superieur decette nappe.

Remarques la pousse due leau est considrable. dans les murs classiques on prvoitdes systmes de drainage et des barbacanes pour viter cette pousse. pour les rideaux de palplanches ou les parois moules, ceci nest pas toujours possible.

Surface libre de forme quelconque

Mthode gnrale

O

M'

M'

T

T'

q1

q2

Les terres au dessus de lhorizontale de O sont remplaces par une surcharge de poidsquivalent.On considre ensuite quune contrainte quelconque q1 en M exerce une pousse q2=k aq1

en M tant sur la ligne de glissement passant par M. du fait de la conjugaison des contrainteset des lignes de glissement, on peut admettre que la ligne MM est la ligne daction de M

Cette mthode est fastidieuse demploi et de plus les surfaces libres peuvent en gnraltre ramenes des formes simples.

Talus limit en tte de lcran

Des talus de hauteur limite sont souvent prvus en tte des parois de faon a raccourcir la longueur de celles-ci et raliser une conomie.

Superposons :

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a) tat des contraintes sur un cran fictif de hauteur OD pour un milieu ,c,,Hnonsurcharg avec une surface libre dinclinaison =0dou un coefficient de pousse k a0 etun diagramme de pousse oj ;

b) Ltat des contraintes sur lcran rel OD avec une surface libre infinie dinclinaison=, do le coefficient de pousse k a.

Le diagramme des pousses sera donne par OIJ

O

O' A B

CI

D J

Mqueconque

?

Z

Z '

H

H '

p=kaz

p=kao z'

?

Surcharge semi infinie

Considrons une charge uniforme limite une distance OA de larte de lcran.Les hypothses suivantes sont habituellement faites :

a) Au dessus de la ligne daction AB incline de la surcharge na aucune influence ; b) En dessous de la ligne daction AC incline de /4+/2 la surcharge agit comme si elle

tait parfaitement uniforme soit q2=k as.Entre B et C on admet une progression linaire do le digramme des contraintes correspondant.

p / 4 + f / 2

f

p2=ka' s

s

AO

C

B

action d'une srcharge semi infinie

Surcharges partielles de longueur infinie

REMARQUES PRALABLES Nous nous limiterons pour cette mthode approchesau cas ou

=90==0

Dans ces conditionsk a=k a=tg(/4-/2)

Concderons un cran de hauteur H et une surcharge uniformment repartie ; le massif

sollicitant lcran est limit par la ligne de glissement CD.

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s

H

p / 4 + f / 2

surcharge utile

A

D

C

La partie utile de la surcharge c'est--dire celle sollicitant lcran est S=s AC=H tg(/4-/2)

Dautre part, la pousse en un point quelconque de lcran est : p = ka s=s tg(/4-/2)

Et la rsultante sur lcran estQs = p H = s AC tg(/4-/2)Qs = S tg(/4-/2)

Bande surcharge de longueur infinie

Lapplication des mmes principes que ceux dcrits dans les paragraphes prcdentsconduit des diagrammes ABCD ;la pression en B et en C sera choisie de faon que larsultante Qs soit donne par la formule prcdente

En pratique, on simplifiera le diagramme ABCD en prenant :- Soit une repartions uniforme entre A et D

- Soit une repartions triangulaire Surcharge linaire infinieDeux mthodes sont utilises

a) Mthode de Krey elle est identique a la mthode prcdente on devra avoir Qs = S tg(/4-/2)

p / 4 + f / 2

Qs

S

f

A

B

surcharge linaire methode de Krey

Nous avons reprsent un diagramme triangulaire. On peut galement adopter entre A et

B une rpartition rectangulaire.

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b) Mthode de Boussinesq boussinesq a tudi la rpartition des contraintes dans unmilieu semi indfini lastique doncdformable le long dun plan vertical cran lacontrainte horizontale radiale scrit

P=2/ S ha/ (a+h)

surcharge linaire methode de Boussinesq

h

aS S

Si lcran est parfaitement rigide il faut considrer laction simultane dune surchargefictive S la pression sur lcran est alors double et devient :

P=4/ S ha/ (a+h)En pratique et compte tenu des expriences diverses il convient dutiliser :

La mthode de krey pour les crans prsentant une certaine flexibilit tels que les rideaux de palplanches

Pour les crans rigides tels que les murs en maonnerie les parois blindes la mthodede boussinesq avec le coefficient multiplicateur de 2

Surcharge locale

Une surcharge locale peut tre prise en compte en admettant :Une rpartition 1/2 dans le sens de la longueur Dans le sen la hauteur une rpartition identique a celle dfinie dans le paragraphe 6De plus lintensit des pressions sera telle que leur rsultante scrive

Qs=S tg(/4-/2) Autre cas particuliers

Les mthodes dcrites dans ce paragraphe sont des mthodes non rigoureuses mais quireposent sur des principes communs qui pourront tre appliqus a de nombreux autres cas.

pour plus de dtails sur les calculs pratiques on se refermera a louvrage de Graux djcit de nombreux cas particuliers y sont traits donc entre autres celui des surcharges localisessur les sols purement cohrent

C. Tranches blindes Dtermination de la pression des terres.

Comme nous lavons vu prcdemment la paroi est ploque en tte sous la pousse croissanteavec la profondeur tout se passe comme si elle pivotait autour de son arte suprieure la pression des terres dans les couches suprieures est donc beaucoup plus leve que ne levoudrait la thorie de la pousse

La mesure des pousses sur lestrsillons des tranches est particulirement facile aussi aton dispos trs tt de rsultats de mesures assez nombreux.

OFPPT/DRIF 35


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pressionrelles mesures sur unetranche blinde

La figure suivante montre le rsultat de telles mesures effectues sur une tranche de11.50 m dans du sable pour un passage souterrain Berlin les quatre courbes correspondant

aux valeurs extrmes mesures dans quatre zones diffrentes cette exprimentation est relate par terzaghi il en a dduis ainsi que dautres expriences similaires des rgles pratique dedtermination des pressions des terres que nous allons tudier la figure suivante reprsente quatre diagrammes de pousse des terres correspondant aux cassuivants :

Sables compacts

La rpartition est celle de la figure 1La rsultante a pour valeur :

P=0.64k a H Sables lches

P=0.72k a HLa rsultante sexerce a une distance de 0.45 H de la base de la tranche Sols purement cohrents

Deux mthodes peuvent tre utilisesc) La mthode du diagramme de peck

La pression maximale estP= H - 4c

La rsultanteP=0.775H ( H - 4c)Sexerce a une hauteur gale a 0.47 H au dessus du fond de fouille

d) Mthode des terres au reposLa cohsion est assez difficile a connatre avec pression dautre part une diffrence dvaluationde la cohsion peut faire passer dune tranche qui ne pousse pas ( H-4c0)une tranche avecdes pousses sensibles on prfre souvent prendre les pousses figurant sur le diagramme de lafigure 4 avec les cas suivant

Argile raide P1=0.15 H 0.47 H de la base.Argile plastique P2=0.21 H 0.38Hde la base.Argile molle P3=0.25 H 0.33H de la base.

Il est conseill de faire le calcul par deux mthodes et de prendre le cas le plus dfavorable Action des surcharges

Les mthodes seront les mmes dans le cas des parois non blindes Sols cohrents

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Le calcul sera fait en considrant le sol pulvrulent de mme angle de frottement et endduisant laction de la cohsion

Pc = (1-k acos ) c / tg Stabilit de fond des fouilles

Les mthodes de calcul sont bases sur ltude des fondations superficielles et semi profondes bien entendu si la fouille est excute sous le niveau de la nappe il faut tenir comptedes pressions dcoulement

Les gradients hydrauliques sont levs en fond de fouille et les risques de renard importantsIX. DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES DE SOUTNEMENT

Avertissement

Lenseignement dont ce livre est le reflet se limite a la dtermination des pousses et

des butes sur les cransLe dimensionnement des ouvrages de soutnement est trait par ailleurs nous avonscependant runi dans cette troisime partie une description volontairement schmatique desmthodes les plus simples de calcul des ouvragesle lecteur aura les yeux plus un guide quun trait de cette question et il abordera plusfacilement la lecture des ouvrages spcialiss qui sont cits en rfrences et qui lui permettrontde rsoudre correctement ce type de problme

Murs de soutnement classiques

les figures suivantes montrent les efforts sappliquant sur les murs en gnral on considre la pousse sur un cran fictif vertical passant par le talon AB de la semelle le poids W2 du massif de terre BBCG agit alors sur la semelle

DC

G

EF

O A

B

W1

Qa

W1

Qa

B/2B/2

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Dans ce cas la pousse Qa sur BG doit tre prise avec =0 arc lcran BG est fictif et il ny a pas de dplacement diffrentiel entre la partie a gauche et celle a droite

Dans le cas de mur a redans on peut galement considrer lcran inclin BC le poidsdes terres nintervient plus que dans la zone hachure

Lorsque la semelle est superficielle il est prudent de ngliger la bute Qp

R est la rsultante des efforts qui sappliquent sur la semelleLtude de la stabilit du mur comporte les phases suivantes Stabilit au renversement

Il faut comparer les moments par rapport a O des forces qui stabilisent le mur a celle quinon tendance a le renverser le coefficient de scurit scrit

Fs = ( M/0 de W1et W2) / (M/0 de Qa (+ventuellement M/0Pw)Avec Pw = rsultante de la pousse hydrostatiqueLe coefficient de scurit minimum est de 1.5

Stabilit au glissement

La rsultante au cisaillement mobilisable le long de OA scrit :S =a OA + (W1+W2) tg

tant langle de frottement entre la semelle et le bton de la semelle et ladhrenceLe coefficient de scurit sexprime comme le rapport des forces horizontales qui

peuvent sopposer au glissement aux forces horizontales qui tendent a la provoquer doFs = (Qp+S)/(Qa+P )

Qp est la composante horizontale de la bute aval que nglige pour la semellesuperficielle a moins quelles soient munies dune bche

On doit avoir Fs > 1.5 si Qp est ngligFs > 2 sil est tenu en compte de Qp

La stabilit au glissement est souvent une condition contraignante pour ledimensionnement des mursRemarques afin de pouvoir prendre c et au lieu de a et dans le calcul de S il y a tout intrta raliser des bches les bches amliorent considrablement la rsistance au glissement

Stabilit du sol de fondation

Vis--vis de la rupture et des tassements.Laction des diffrentes forces conduit une rsultante oblique R et excentre au niveau

de OA.Les chapitres prcdents fournirent tous les lments ncessaires pour calculer la

stabilit vis--vis de la rupture dune semelle continue soumise une charge excentre etincline il traite galement de la dtermination du tassement prvisible.

Les tassements doivent tre compatibles avec la bonne tenue de louvrage.

O A

R

e

p2

p1

contrainte sous une semelle

Remarques les murs en maonnerie ou mme en bton arm lorsque la fondation estcompressible, sont dimensionns pour que lexcentrement reste infrieur B/6 (rsultante

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dans le tiers central de faon a ce que les ractions sous la semelle soient toujours positives enadmettant une rpartition linaire de celles-ci

Pour les murs en bton arm reposant sur des sols rsistants, une excentricit e


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H

o

R

P1

P2 x

y

BC

efforts sur unrideauencastr diagramme des pressions des terres

C

B

P

Soit x la distance du point O au point I en crivant que la somme des moments desrsultantes de pression des terres P1 et P2 B par rapport O est nulle ont obtient une quationen x gnralement du 3eme degr qui donne la position de O ainsi que la valeur de B.

REMARQUE : le diagramme reprsent sur la figure prcdente correspond a un cassimple, sil sagit dun cas complexe, le diagramme est beaucoup tourment, mais la mthodeest rigoureusement identique.

Dtermination de la valeur de la contre bute-.Il suffit dcrire que la contre bute Cest gale et oppose leffort tranchant en O c'est--dire B-P1-P2.

Longueur de la contre fiche au del de O -.La contre fiche est dimensionne de faonque la rsultante de la diffrence entre la pression passive des terres cot amont et la pressionactive cot aval sur la longueur y permettre de mobiliser C. En dfinitive, la fiche totale de palplanche est t+x-y en pratique on adopte souvent une longueur de contre fiche gale 20% dela fiche totale dans la partie en bute dans ces conditions la fiche totale t+1.2x

Dimensionnellement du rideau-.Tous les efforts tant dtermins. il est ais de tracer les courbes des efforts tranchants et des moments flchissants en fait cest surtout la valeur dumoment flchissant maximum obtenu au point deffort tranchant nul qui est intressanteSoit Mmax cette valeur.

Rideau de palplanches -. On appelle module de rsistance W lexpression I/V avec :- I module dinertie de la palplanche.- V distance maximale a la fibre neutre.

Le module de rsistance W est fourni par le fabricantW est en fonction de la contrainte admissible dans lacier a

W=Mmax/ aCe qui permet de choisir le type de palplancheParois moules la connaissance du moment dans chaque section et en particulier du momentmaximum permettra de dterminer aisment lpaisseur et le ferraillage de la paroi.

Remarques diverses -.Le calcul peut tre mens directement ce qui est intressant avecles calculatrices actuelles mais peut tre galement conduit par une mthode graphique qui estexpose dans la reference8

Inclinaisons de la pousse et de la bute en gnral la pousse. est prise avecinclinaison nulle et la bute avec une inclinaison comprise entre /2 et 3/4Les calculs prcdents sont conduits avec un coefficient de scurit de 1 en ce qui concerne lastabilit gnrale on pourra soit augmenter la fiche soit prendre les coefficients de scurit sur

les caractristiques mcaniques du sol c'est--dire sur les coefficients de pousse et de buteLes tableaux annexe A fournissent les caractristiques des principes type de palplanches

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Rideaux ancr en tte et encastr en pied

En plus des efforts dfinis au dbut le rideau est soumis a la force T du au tirant.

T

P1

P2

rpartition des efforts diagramme des pressions des terres

P

B

I

T

C

1. La premire phase consiste dterminer le diagramme de pousse des terres sans soccuper du tirant. Ce diagramme a donc mme allure que prcdemment.

2. Le systme est hyperstatique. il faut faire une hypothse supplmentaire pour le rendreisostatiqueGnralement cette hypothse est la suivante le point de pression nulle est galement un point de moment nul

3. La valeur de T ensuite dtermine en crivant que la somme des moments de T,P1,et P2 par rapport a I est nulle

4. La valeur de leffort tranchant en I est donne par =P1+P2-T5. On peut alors considrer la partie du rideau infrieure a I en remplaant laction de la partie

suprieure par on est ramen au cas du rideau encastr en pied sans tirant qui a t trait au paravent les tapes suivantes sont donc identiques au cas du rideau sans tirant

C

x

I

oDtermination des efforts sur

la partie interieur du rideau

6. Dtermination de la position de laxe de rotation (calcul de x)7. Dtermination de la valeur de la contre bute C8. Longueur de la contre fiche au del de O9. Dimensionnement du rideau

- Courbe des efforts tranchants (il y a en gnral deux point deffort tranchants nulcorrespondants des maxima de moment)

- Courbe des moments flchissants10. a/ Rideaux de palplanches

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- Calcul du module de rsistance W- Dimensionnement des plaques dancrage

Nous ne nous tendrons par sur ce sujet mais il faut que la bute mobilisable le long de AB puisse absorber leffort T avec un coefficient de scurit correct b/ Parois mouls :-Dtermination de section et du ferraillage :

Vrification de la stabilit de lensemble.Il convient de vrifier que lensemble de louvrage est stable et quil ne risque pas de se produire une rupture le long dune courbe de glissement telle que CDE cette stabilit peut trevrifie par la mthode classique des cercles de glissements ou par des mthodes approchesqui sont dcrites dans la rfrence 10

T

Plaque d'ancrage et stabilit gnrale

Butes'opposant T

E

D

CA

B

Remarques rideaux ancrs simplement buts en piedLes rideaux ancrs peuvent galement tre calculs en supposant quils sont simplement butsen pied le problme est isostatique mais cette mthode de calcul est trs peu utilise car elle estdangereuse en effets elle conduit a des rideaux inertie plus leve pais avec un ancrage plusfaible do des risques de rupture densemble plut importants.

X. VALUATION DE FIN DE MODULE :1. Recalculer le coefficient ka pour =0 =15 =30et =90.2. Dterminer les valeurs de s et .3. Dterminer quelle distance de larrte une surcharge na plus dinfluence en admettant

que la ligne daction des contraintes est confondue avec les ligne de glissement etsachant que lcran a une longueur de 6 m.

4. Retracer le diagramme de pression des terres.Sachant que pour la pousse =0 et que pour la bute =2/3un mur de soutnement possde les caractristiques suivantes hauteur au-dessus du sol 4 mancrage 1m paisseur 30 cm semelle arrire de 2m de largueur et de 30 cm dpaisseur (mur enforme daigle)Le mur soit soutenir un remblai dont les caractristiques sont =20kN/m3 =33 c=0

1. Calculer :- La stabilit au renversement- La stabilit au glissement sachant que le mur repose sur une marne compacte de

caractristique apparentes u=25 Cu=50kN/m3Lexcentrement de la rsultanterp. : Fs =1.65Fs = 1.75

e = 0.61

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Cette dernire valeur est trop leve car suprieure B/4Poids spcifique du bton arm 24 kN/m3

M16-Connaissance de La Mecanique Des Sols BTP-TSCT

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