Mecanique Des Sols-Solutions Examens

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 1 | Génie Civil : Introduction à la mécanique des sols  olutions d’ xamens

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Solutions Examens

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  • 1 | Gnie Civil : Introduction la mcanique des sols

    Solutions dExamens

  • Sujets dExamens corrigs 2

    Corrections dExamen 1 :

    Rponses de COURS-1:

    1) Le sable peut avoir une cohsion dite "cohsion capillaire" lorsqu'il n'est pas satur (voir figure 2.1).

    2) La MontMorillonite est un exemple d'argile gonflante cause de la faible liaison entre les feuillets du grain argileux.

    3) Un talus sableux non satur peut tre stable, mme avec un angle droit, cause de la cohsion capillaire entre ses grains. Cette stabilit est provisoire,

    car il suffit que l'eau interstitielle s'vapore pour que la cohsion disparaisse

    et le talus devient instable.

    4) La mthode de la sismique rfraction est limite aux sols compacts, ayant une compacit croissante avec la profondeur, et exige un environnement ne

    prsentant pas des ondes parasites telles que celles provenant des vagues, du

    trafic routier, du vent, etc.

    5) On peut proposer d'effectuer un SONDAGE DESTRUCTIF avec par exemple une sondeuse mcanique ou une tarire main pour extraire des

    chantillons remanis destins des essais d'identification physique, comme

    l'analyse granulomtrique.

    Pour un essai mcanique tel que l'essai oedomtrique, il est ncessaire

    d'extraire un chantillon intact et raliser ainsi un SONDAGE NON

    DESTRUCTIF. On peut utiliser pour cela un carottier rotatif.

    6) La compacit d'un sable est quivalente sa densit. C'est l'indice de densit ID qui la caractrise. Pour l'argile, la compacit est identifie par sa

    consistance et est caractrise par l'indice de consistance Ic.

  • 3 | Sujets dExamens corrigs

    Exercice 1-1 :

    1) En se refrant la figure 2.7, on dfinit les paramtres suivants :

    s

    w

    PP donc Pw = .Ps. On a aussi ssd P

    VP .

    )1( dwsh PPVP .

    2)s

    v

    VVe On obtient directement de la figure 2.7 :

    nne

    1

    3) n

    n

    V

    P

    s

    s

    s

    1

    et s

    s

    d PV

    P , donc d=s(1-n).

    4) Les paramtres de la relation sont dfinis comme suit :

    nn

    VVe

    s

    v

    1

    nP

    VP s

    s

    ss

    1 et

    r

    w

    w

    ww

    SnP

    VP

    .

    5) Dfinissons les paramtres intervenant dans la relation :

    6) Selon la mme mthode, on a :

    s

    rw

    s

    rw

    s

    w eS

    n

    n

    P

    P

    )1(

    .

    ss

    ds

    w

    s

    wsatsat

    s

    w PVP

    n

    n

    PP

    PP

    )1(

    .

    .)1(

    )11(

    1 s

    w

    d

    w

    swsat

    d

    s

    ss

    n

    ndonc

    nVP

    n

    V

    V

    VS

    P

    n

    P

    P w

    v

    w

    r

    s

    w

    s

    wszt

    sat

    rsat

    s

    rw

    s

    wsat SP

    nS

    P

    P.

  • Sujets dExamens corrigs 4

    Exercice 1-2 :

    1) On a

    maxmin

    min

    minmax

    max1

    d

    s

    d

    s

    d

    s

    d

    s

    dd

    s

    eeeeIe

    Aprs simplifications, on trouve :ddd

    ddd

    dI

    )(

    (

    minmax

    maxmin)

    Application numrique : Id =23.6%.

    minmax

    max

    minmax

    max0)2ee

    eeIet

    ee

    eeI

    ff

    d

    o

    d

    oo

    oo

    d

    f

    ddh

    h

    h

    h

    ee

    eIII

    )(

    )1(

    minmax

    , tant une constante de

    proportionalit.

    3) Le tassement maximum correspond en fait un indice de densit de

    100%, donc :

    %100)

    )1(6.23100(%)

    maxminmax

    xh

    h

    ee

    eI

    o

    od

    .4.16%73.29,21.1,56.0

    41.11

    max

    min

    min

    max

    mmhetho

    hee

    e

    o

    s

    4) 38.180.2%,56%20

    od

    o

    eetalorsIpourh

    h

    3/10.111

    mkNe

    sd

    ce qui est en accord avec la valeur trouve au Gamma-densimtre.

  • 5 | Sujets dExamens corrigs

    Corrections dExamen 2 :

    Exercice 2-1 :

    On a une argile sature Sr = 1 et sat = 20,5

    sat - w = 20,5 -10,0

    d =

    =

    Sat

    = Sat - w

    = Sat w

    =

    Sat w + w

    d = + w

    = w

    =

    d =

    = ? ; =

    =

    =

    .

    =

    .

    =

    ( )

    =

    e = ? ; e =

    =

    =

    -1 =

    -1 =

    - 1 =

    - 1

    n = ? ; n

    =

    =

    =

    =

    Exercice 2-2 :

    On a Pt =

    = 1,9.10

    3 kg /m

    3 ; =

    = 12% ; Ds =

    = 2,65

    = 26,5 kN/m3

    . Supposons 1m3

    , on aura :

    = Pt g = 1,9 .103 10 = 19.103 N/m3 = 19 kN / m

    3

    = 19 Ps + Pw = PS + 0,12 P = 19KN

    1,12 Ps = 19kn Ps = 19/1,12

    On a = Pw = Pt Ps = 19 - 16,96

    On a = = Ps /Vs = 26,5 kN/m3

    Vs = Ps / 26,5 =

    On a = VV =Vt -Vs = 1- 0,64 Vv = 0,36

    On a = =

    Vw =

    Vw = 0,203

    = 23 %

    e =0,62

    n = 0,38

    = 10,5 KN/m3

  • Sujets dExamens corrigs 6

    On a =Va = Vv Vw = 0,36 0,203 Va = 0,157

    *) Densite sec Dd = ? Dd =

    =

    =

    = 16,96

    *Indice des vides e = ? e =

    =

    *Degr de saturation Sr = ? Sr =

    =

    *Poids vol satur = ? =

    =

    =

    =

    Pw sat

    * Teneur en eau de saturation = = Ps =

    =

    *) p= 2,0.103

    kg/m3

    = 20 kN/m3

    Soit Vt = 1 ; =

    = Pt Pt = 20 kN ; or Ps ne change pas, il est toujours

    Ps = 16,96kN Pt = PS + = Ps + Ps = (1+ ) PS

    =

    - 1 =

    - 1

    Donc la masse volumique de 2.103

    kg/m3

    correspond 13,5%. Il nest

    donc pas possible davoir en mme temps cette valeur de la masse

    volumique et = 13,5%.

    e = 0,56

    Dd = 1,696

    Sr = 56,4%

    = 20,56 KN/m3

    = 21,2%

  • 7 | Sujets dExamens corrigs

    Exercice 2-3 :

    Soit P la masse volumique du verre et Vb = volume d1 bille. La masse des

    n billes de verre de 1 = 2mm cest--dire R1 = 1mm est :

    m1= Vp(1) n

    la masse des n billes de verre de 2 = 4mm R2 = 2R1 = 2mm est :

    m2 = Vb (2) n m2 = n

    R2

    3 = n

    R1

    3

    [m2 =

    n p R31]

    La masse de n billes de verre de 3 = 6mm R 3 = 3mm= 3R1 Est :

    M3= Vb(3)

    n m3 = n

    R3

    3 = n

    27 R1

    3

    [m4 =

    n R1

    3]

    La masse totale des billes est : mt = m1 + m2 +m3 + m4

    Mt = n R3

    1

    Le % de tamisat des billes de diam. 1 = 2mm est :

    T1 =

    =

    =

    Le % de tamisat des billes de diam 2 = 4mm est :

    T2 =

    =

    =

    Le % de tamisat des billes de diam. 3 = 6mm est :

    T3 =

    =

    = 0,36

    Le % de tamisat des billes de diam. 4 = 8mm est :

    T4 =

    =

    =

    T1 = 1%

    T2 = 9%

    T3 =36%

    T4 = 100%

  • Sujets dExamens corrigs 8

    Exercice 2-4 :

    1- Poids vol sec de sable 1 : = d 1 d =

    =1

    1

    * Poids vol satur du sable 2 = B = ( 2) + ( 1)

    =

    =

    1 = 8 kn/m3 soit

    *Poids vol satur de lagile = = ( + (

    + ( 3)

    =

    c

    d 2 sab1 2

    sab1

    3

    = 9KN /m

    3 soit :

    2- La surcharge du remblai est : 17 3

    a) Les et u en A , B et C Juste aprs surcharge :

    * A = ( d 1) + = (16 1) + 51

    *UA= 0

    * A = A

    * B = ( d 2) + ( 1) + 51

    *UB = w 1

    * B = ( d 2) +(

    * c = ( d 2) + ( sab2 2) + ( arg 3)

    *Uc = ( w 5) + 51

    * c = ( d 2) + ( 2) + (

    3) + 51

    = 16

    = 18

    = 19KN/m3

    A =67kPa

    A = 67KPa

    B = 91KPa

    UA = 10KPa

    B= 101KPa

    c = 75KPa

    Uc = 101KPa

    c = 176KPa

    En A =

    En B =

    En C =

  • 9 | Sujets dExamens corrigs

    b) les et U en A, B et C long terme:

    idem que court terme car sable * A= 67KPa

    * uA = 0

    * A = 67KPa

    idem que court terme car sable aussi * A=91KPa

    *UA= 10KPa

    * A= 101KPa

    * c = ( d 2) + ( 2) + (

    3) + 51

    *uc = ( w 5) = (10 5)

    * c = ( d 2) + ( 2) + (

    3) + 51

    c = 126KPa

    uc = 50KPa

    c= 176KPa

    En A :

    En B :

    En C :

  • Sujets dExamens corrigs 10

    Corrections dExamen 3 :

    Exercice 3-1 :

    Le tassement de la couche dagile est le tassement moyen qui peut tre

    estim, en valuant la contrainte due au rservoir au milieu de la couche

    dargile.

    =

    CcLog

    Nous avons H0= 20m, e0= 0.805, Cc= 0.05

    , peut tre value facilement :

    = 10.21 100 =110kPa

    = z =I.q0/100 qui doit tre tire de labaque

    Z/R= 10/20=0.5, r/R=0, donc : =87.5.160/100 = 140kPa.

    Donc le tassement est : H = 19.7cm

    Exercice 3-2 :

    1. Contrainte verticale totale :

    v(0)=0, v(2)= 2.22.5= 45kPa, v(5)= 5.22.5 =112.5 kPa,

    v(15)=112.5+21.10=322.5kPa .

    2. La pression interstitielle :

    u(0)=0, u(2)=0,u(5)=30 kPa, u(15)=130 kPa

    3. La contrainte effective verticale :

    v(0)=0, v(2) = 45kPa,

    v=(5)=112.5-30=82.5kPa,

    v(15)=322.5-

    130=192.5kPa.

    Cas o le niveau de la nappe phratique sabaisse de 3m :

    10m

    40 m q= 160kPa

    H0=20m

  • 1 1 | Sujets dExamens corrigs

    Les valeurs de la contrainte verticale totale ne changent pas. Les diffrentes

    valeurs de la pression interstitielle et la contrainte effective aux diffrentes

    profondeurs sont :

    U(0)=0,u(2)=u(5)=0,u(15)=100kPa.

    v(0)=0, v(5)=5.22.5=112.5kPa,

    v(15)=322.5-100=222.5kPa.

    Exercice 3-3 :

    1) La contrainte verticale effective est obtenue en enlevant de la contrainte

    verticale totale correspondant au poids des terres la pression interstitielle

    ( = -u)

    A=20.7-10.7+70kPa

    B=(18-10).2+70=86kPa

    C=(18-10).4+70=102kPa

    2) Pour placer le point reprsentatif de ltat en B (dsign par O) ; il faut

    - Labscisse connue : B=86 kPa.

    - Lordonne e0, quil faut calculer partir de :

    =

    A partir de ces deux quations lindice des vides initiale e0 sera : e0=1.12

    3) a : calcul du gonflement de largile :

    le gonflement est le phnomne inverse celui du tassement, donc on

    pourra se servir de la mme quation utilise lors du calcul du tassement.

    Puisque quon fait le calcul au point B (milieu de la couche dargile), il faut

    donc dfinir deux tats diffrents : un tat initial (avant le creusement de la

    fouille) et un tat final (aprs louverture de la fouille et le rabattement de la

    nappe phratique).

    =

    CS.Log

  • Sujets dExamens corrigs 12

    Bi=contrainte effective initial au point B= 86kPa

    Bf=contrainte effective finale au point B dterminer.

    =20.2+2.18=76kPa

    =3.10=30kPa

    En substituant ces valeurs dans lquation prcdente, le gonflement aura

    pour valeur :

    .Log

    = -2cm

    b : Placement du point 1 :

    Pour placer le point reprsentatif de ltat de sol en B (dsign par 1) aprs

    ouverture de la fouille, deux coordonnes sont ncessaires :

    - Labscisse connue : Bf = 46kPa

    - Lordonne ef (lindice des vides aprs le creusement de la fouille)

    dterminer :

    . B

    Fouille 5m

    2m

    2m

    2m

    1m

  • 1 3 | Sujets dExamens corrigs

    =

    et =e0-ef en remplaant les valeurs connues on obtiendra

    = -0.01 donc ef = eo- =1.12-(-0.01)=1.13 ef = 1.13

    c : Temps ncessaire pour obtenir la dconsolidation :

    t=

    Cv= 10

    -6 m

    2 /s , Tv =1 et H=2 m (puisque la couche dargile est

    draine des deux faces).

    t= 4.106

    s= 46 jours et 7heures.

  • Sujets dExamens corrigs 14

    Corrections dExamen 4 :

    Rponses de COURS-4:

    1. Dans l'essai de limites d'Atterberg, la limite de plasticit correspond la

    teneur en eau d'un rouleau du matriau qui se brise en tronons de 1 2 cm

    lorsqu'on le fait amincir en atteignant un diamtre de 3 mm.

    2. La granulomtrie tale d'un sol est caractrise par un important intervalle des dimensions de grains. La courbe granulomtrique "s'tale"

    ainsi sur un large tendue de dimensions de tamis. Dans le cas contraire, la

    granulomtrie est dite uniforme.

    Si CU est gal 10, la granulomtrie est dite tale et ne peut tre

    uniforme.

    3. 80 m.

    4. La nappe phratique est la premire nappe d'eau rencontre depuis la surface du sol.

    La nappe libre en mouvement est un volume d'eau en coulement

    reposant sur une couche impermable.

    La nappe d'eau captive est un volume d'eau emprisonn entre deux

    couches de sols impermables.

    5. Un terrain aquifre est un terrain de grande permabilit, et un terrain aquifuge est impermable.

    Le gradient hydraulique est la perte de charge hydraulique par unit de

    dplacement d'un courant d'eau.

    6. Le coefficient de permabilit n'est pas une caractristique intrinsque du sol. Il diminue lorsque l'indice des vides du sol diminue.

  • 1 5 | Sujets dExamens corrigs

    7. iKv. avec:

    8. Non, car l'coulement est facilit paralllement aux plans de

    stratifications (ou toits de couches supposes horizontales) et non

    perpendiculairement aux toits des couches, ceci est d en gnral au fait que

    le sol est compact naturellement dans le sens vertical.

    Exercice 4-1 :

    1) KH = (Ksh +Kch)/2h. Puisquon a Kc/Ks 1, donc KH Ks/2 et Ks=2x10-2

    cm/s.

    2) L'coulement suit un rgime permanent, donc:

    Q =V.S = Kv.i.S =Kvh.S/l = Ve/t.

    Ve est le volume d'eau sortie pendant le temps t, donc on a:

    Kv= Vel/(SHt)= 1,2x10-5

    cm/s.

    Le sol tudi n'est pas isotrope puisque Kv est diffrent de KH.

    3) i = H/l =1.06 et la perte de charge est H =10.6 cm.

    4) On a Kv =2h/(h/Ks +h/Kc) 2Kc puisque kc

  • Sujets dExamens corrigs 16

    Le gradient hydraulique i est gal dH/dx =sin.

    2) Le dbit correspondant la pente initiale est Q1= k.i1.S. En imposant que le

    dbit soit rduit la moiti, on aura:

    Q2=Ki2S = Q1/2 = Ki1S/2, donc sin2 =(sin1)/2 .

    3) i1= sin1= 0.57, v = k.i1= 5,7x10-4

    cm/s. Aprs terrasement, on obtient :

    i2= 0.285.

  • 1 7 | Sujets dExamens corrigs

    Corrections dExamen 5 :

    Exercice 5-1 :

    1) Au dbut du chargement, l'eau interstitielle reprend l'augmentation des

    contraintes totales :

    t= 0 : u(Z, 0) = v(Z), Les toits de la couche sont des horizons drainants. Ainsi pour z=0 et

    z=2H : u = 0 .

    2) Posons u(z , t) = f(z).g(t). L'quation de consolidation s'crit :

    222

    v

    22

    g

    g/dtdC

    f

    f/dZd

    La sparation des variables a permis donc de remplacer l'quation aux

    drives partielles par un systme de deux quations diffrentielles, dont

    l'intgration donne :

    f(z) = c1cos(z) + c2sin(z)

    g(t) = c3..t.C- v

    2

    e

    u(z, t)= (c1cos(z ) + c2.sin(z))c3.t.C- v

    2

    e

    Puisque u(t , 0)= 0, on doit avoir c1= 0. La condition u(t, 2H)=0 conduit :

    2H

    k , K tant un nombre entier quelconque.

    Ainsi :

    2v22

    H4

    t.Ck

    e.ZH2

    ksin.Bu

    , B tant une constante et la solution

    gnrale peut tre trouve sous la forme de la srie suivante :

  • Sujets dExamens corrigs 18

    k

    2v22

    H4

    t.Ck

    e.ZH2

    ksin.kBu

    Cette srie doit vrifier que u(z, 0) = v(z). Remarquons que :

    0).dZ2H

    Zn).sin(

    2H

    Zm(sin

    2H

    0

    si m n,

    et H)2H

    Zm(sin

    2H

    0

    2

    .

    Multiplions les deux termes de l'expression de u par :

    . ).dZ2H

    Zm(sin

    2H

    0

    On trouve aprs tous calculs faits :

    coskk

    4bH)cos(k1

    k

    2aBk

    En posant m=2

    k on aboutit l'expression finale de u

    1

    v2

    e.H

    sin).2cos)2((1

    uk

    TmmZmbHaa

    m

    On retrouve facilement l'expression de u dans le cas particulier d'une surcharge uniforme avec la profondeur en mettant b=0 et a= q.

    Application numrique : u sera calcule en retenant les trois premiers termes de la srie :

    kPa 15 )e(3.eq

    u 4T9

    4

    T v2

    v2

  • 1 9 | Sujets dExamens corrigs

    Exercice 5-2 :

    1) En se basant sur l'expression du degr de consolidation :

    .2

    12iM avec .e

    m

    21

    S

    S(t)U v

    2 .Tm

    i2

    ,

    et en tronquant les termes de la srie pour i 1, on obtient l'expression approche du tassement :

    .4

    .T

    2

    v2

    e

    8 - 1)S( S(t)

    Les tassements Si, Si-1 correspondent respectivement aux facteurs de

    temps :

    d

    t1).-.(iC Tet

    d

    t.i.C T

    2

    v1-vi2

    vvi

    On peut donc crire que :

    2

    2

    4

    ..

    1-ii .

    S

    S-1 S- )S( S d

    Ct v

    e

    Posons =2

    2

    4

    ..

    d

    Ct v

    e

    et = S()(1- ), on aura ainsi :

    Si = + Si-1.

    2) On dduit le coefficient de consolidation partir de l'expression de :

  • Sujets dExamens corrigs 20

    t.

    .ln4.d - C

    2

    2

    v

    Application numrique : Cv = 1.6x10-6

    m/s .

    S = /(1- ) = 70 mm, t100% =46.8 jours .

  • 2 1 | Sujets dExamens corrigs

    Corrections dExamen 6 :

    Exercice 6-1 :

    Ps= 49,5KN ; Vt= 3 m3 ; s= 27 KN/m

    3

    1/ a) Vv=Vt Vs = Vt -

    = 3-

    cest justement

    le volume deau ncessaire la saturation des 3m3 du remblai donc

    b) e=

    =

    la saturation

    =

    =

    sat =

    =

    =

    c) =

    =

    =

    =

    2/ le tassement :

    Trouvons une relation entre et e . On a Vt = S Ht

    =

    +

    donc , Dformation latrale = O S = cte

    = 0

    =

    , donc

    =

    =

    +

    +

    =

    =

    Or e =

    =

    = 0 et e0=

    =

    cest le tassemerent fonction de la

    variation de lindice des vides.

    Vw=1,17 m3

    Vv =1,17 m3

    e= 0,64

    at =24%

    = 20,4

  • Sujets dExamens corrigs 22

    Cherchons maintenant la variation de :

    I =

    ; I 52% = 0,52 et

    I 0,52 + 0,20 I 2= 0,72 = 72%

    I 1=

    ; I 2 =

    =

    ;

    (emax - ) = emax -

    = emax -

    (emax - ) = 0,9

    (0,9 0,64) = 0,54

    Donc = - = 0,54 0,64 e = - 0,10

    ( indique quil ya que une diminution de e)

    On a dmontr : =

    =

    H= - 0,15 m soit un tassement de

    Exercice 6-2 :

    1 / Eo= -

    = -

    avec = q =

    H= -

    2 / U=

    =70% =0,7 TV = 0 ,42 OR Tv =

    t=

    =

    = 0,756.10

    85 soit

    3/ Calcul de

    ).e

    m2Tv

    =

    = 707,7 kPa ;

    = 15cm

    courbe

    t = 2 ans 5

    mois

  • 2 3 | Sujets dExamens corrigs

    =2707,7

    . e-(1,57)2 0,42 +

    sin (

    )

    e-4,71

    2 0,4

    Ou aura alors : = - = 707 320

    U= u0+ u = (10 3) + 320

    = 0 + = (93) + 387

    Exercice 6-3 :

    Ou a u= u0 + = u u0 U = 140 kpa ; u0= h =10 (2/3 12) = 80 kpa = 140 80 = 60 kPa

    = 2 . (

    ) e

    -m2TV =

    i= 0 m= 1,57

    i=1 m=4,71 ; z = 4 m ; H= 6m ; Tv=

    =

    TV=0,3

    =

    Cest la charge rpartie mise en surface

    2 / TV=

    t=

    avec TV= 2 correspondant le consolide totale

    t =

    t= 41,14.10

    7s cest le temps correspondant

    le consolidation totale.

    3/ on a Cv=

    E0=

    E0 =

    E0=2,5.10

    3kPa

    =

    avant dexercer la charge

    =

    + la fin de la consolidation = - = = 114KPa

    Le tassement est =

    = -

    = -

    = - 45.10

    - 3

    = 320 KPa

    U = 350 kPa

    = 414 kPa

    = 114 kPa

    T = 13ans

  • Sujets dExamens corrigs 24

    = - 45.10-3 12 = 0 ,547m soit :

    4/ U =

    ; Le surplus de tassement est de 44,7cm

    u=

    u = 81,7% cest le degr de consolidation.

    Courbe

    TV= 0,6 or Tv=

    t=

    =

    t = 12,34.107s cest le surplus quil faut pour

    raliser le surplus de tassement de 44,7 cm

    5 /* = 2.

    sin (

    ). e

    - m2Tv

    i= 0 m=1,57

    i= 1 m= 4,71 ; = 6m ; H= 6m ; Tv=0,6 ; = 114 kPa

    = 2

    =33kpa ; u= u0 + =(106) 33 pression

    interstitielle au milieu de la couche

    * = - = 114 33 = 81 kpa

    = + = (

    +

    Si = 11kN /m3 Contrainte effective au milieu de la couche

    ( na pas t donn)

    = 54,7 cm

    T= 3ans et 10 mois

    U= 93 kPa

    = (6 +81)

    =147 kN/m2

  • 2 5 | Sujets dExamens corrigs

    Corrections dExamen 7 :

    Exercice 7-1:

    En A: = = 15 ; = =

    ; u= u=0

    En B : =(15 +(20,5 ; =(15 +(10,5

    ; uB= 10 1,5

    En C : c=(152) + (20,53) + (21 2,5) ; ;

    Exercice 7-2 :

    ou a : e=

    Vs=

    donc VS=

    (1) et

    = +

    = -

    (2) donc (1) et (2)

    =

    -

    (

    +1) =

    =

    aussi

    =

    A .N. = 930

    .

    La valeur de est telle que = = - 20%

    = 80% = 0,8 = 0,8 0,55

    864

    On a = = -

    = -

    = 930 330 = 864 - 264

    = 15kPA

    =15 kPa

    = 60,75kPa

    =45,75kPa UB= 15kPa

    =144kPa =89 kPa

    =55kPa

  • Sujets dExamens corrigs 26

    . on a =

    =

    27 600.

    Sol satur =

    Et =

    On a = =

    = = 10 330.

    et

    = = 10

    Rponses aux questions :

    Avant essai :

    =

    =

    =

    =

    =

    n1=

    =

    ; =

    =

    Aprs lessai :

    =

    =

    =

    =

    =

    n2 =

    =

    ;

    =

    =

    = 20,97 kN/m3

    = 17,4 kN/m3

    n1= 0,35 = 20,37%

    =21,8

    =18,75 kN/

    n2= 0,30 16, 3%

  • 2 7 | Sujets dExamens corrigs

    Exercice 7-3 :

    Pour le sol S1 , on aura le tableau suivant :

    Refus (g) Tamisats (g) Tamisats (%) 5 0 2500 100

    2 250 2250 90

    1 500 1750 70

    0,5 750 1000 40

    0,2 500 500 20

    0,1 250 250 10

    Foud 250

    Pour le sol S2 , partir de se courbe granulomtrique , on peut lire les

    tamisats en % suivants :

    5 2 1 0,5 0 ,2 0,1 Tamisat

    (%)

    100 100 90 60 20 4

    Pour le mlange (1kg de s1 et 1,5 kg de s2), on calcule ses tamisats en g

    en multipliant les % de tamisat correspondant par la masse correspondante ;

    les rsultats sont les suivants :

    Tamisats des sols s1 (g)

    Tamisats du

    sol s2 (g)

    Tamisats du

    mlange (g)

    (somme 2

    colonnes)

    Tamisats du

    mlange (%)

    5 1000 1500 100 100

    2 900 1500 2400 96

    1 700 1350 2050 82

    0,5 400 900 1300 52

    0,2 200 300 500 20

    0,1 100 60 160 6,4

    La courbe granulomtrique Cm du mlange est trace sur le graphe

    granulomtrique ci-aprs.

  • Sujets dExamens corrigs 28

  • 2 9 | Sujets dExamens corrigs

    Corrections dExamen 8 :

    Rponses de COURS-8:

    1. v' = (' i.w)z.

    2. Le degr de consolidation est dfini par :

    ),0(

    ),(1),(

    zu

    ztutzU

    La distance de drainage d est gale l'paisseur ou la demi-paisseur

    de la couche d'argile

    selon que la couche a respectivement une seule face drainante ou deux.

    3. L'paisseur minimale est gale 3B dans les deux cas de fondation.

    4. 240 kPa.

    5. En cas d'un essai triaxial UU+ u, on retrouve le mme diamtre du cercle de Mohr, qui est d'aprs le critre de Mohr-Coulomb gal la cohsion Cu,

    donc on ne peut pas tracer la droite de rsistance au cisaillement, qui est

    tangente simultanment aux cercles en contraintes effectives, et obtenir les

    caractristiques mcaniques effectives.

    Par contre, en cas d'essai CU+u, le diamtre du cercle en contraintes

    totales, augmente avec la contrainte de consolidation 3. On peut ainsi tracer les cercles de Mohr en contraintes effectives en retranchant la

    pression interstitielle u des contraintes totales verticale et horizontale, tracer

    la droite de rsistance au cisaillement et dduire les caractristiques C' et '.

    6. quil est possible de remplacer l'tude d'un sol cohrent (0, C0) par

    celle d'un sol pulvrulent quivalent ayant le mme angle de frottement et

    soumis en plus du chargement du sol cohrent une pression isotrope C/tg sur chaque facette.

  • Sujets dExamens corrigs 30

    Exercice 8-1 :

    On a

    Le temps de fin de consolidation est proportionnel au carr de lpaisseur de la couche. Pour rduire le temps de consolidation la moiti, on doit

    diminuer l'paisseur de la couche telle que:

    m 8.9 2

    .tC H d 100% v , donc excaver 3.7 m d'argile.

    Exercice 8-2 :

    1) La fin de consolidation correspond Tv = 2.

    /sm x101.163600 x 3

    )(25.10 x 2C 27

    23

    v

    2) La couche d'argile tassera de H = 3x2/25 =24 cm.

    ans 4.9 10 x 1.16

    3 x 2 t

    7-

    2

    100% .

    3) )2)(1.(1

    )K.E.(1C

    w

    v

    donc Cv /Cv = K/K.

    Cv = 0.65 x 1.16x10-7

    = 7.5 x 10-8

    m/s.

    ans 7.56 10 x 7.5

    3 x 2 t

    8-

    2

    100%

    jours 367 10

    12.6 x 2

    C

    2.dt

    5-

    2

    v

    2

    100%