Poussée Et Butée

MECANIQUE DES SOLSMECANIQUE DES SOLS

Chapitre I: Pousse et Bute des terresChapitre I: Pousse et Bute des terresOuvrages de soutnementOuvrages de soutnement

1. Notions physiques1.1 Gnralits1.2 Coefficient de pression latrale des terres au repos1.3 Approche exprimentale des phnomnes de pousse et de bute 1.4 Forces de pousse et de bute

2. Thorie de Rankine

1

2. Thorie de Rankine2.1 Hypothses2.2 Coefficient de pousse et de bute

A. Sol pulvrulent surface horizontaleB. Sol la fois cohrent et frottant surface horizontaleC. Sol purement cohrentD. Sol pulvrulent surface incline

2.3 Calcul des forces de pousse et de buteA. Sol quelconqueB. Sol purement cohrent

3. Thorie de Coulomb3.1 ..

Des ouvrages de soutnement

2

1. Notions physiques 1.1 Gnralits

Le massif (remblai) exerce

une poussesur le mur

Pression activePression active

Le massif exerce une

butesur lcran AB

Pression passive

4

Massif dancrage dun pont suspenduMur de soutnement

butesur lcran AB

Voiles en sous-sol dun immeuble

Dformation @@@@0

Pression latraledes terres au repos


Dformation @@@@0

Pression latraledes terres au repos

1. Notions physiques 1.2 Coefficient de pression latrale des terres au repos

lasticit linaire et isotrope: Loi de Hook

+

+

+

--

--

--

=

yz

yz

yz

z

y

x

yz

yz

yz

z

y

x

E

E

E

EEE

EEE

EEE

t

t

t

s

s

s

u

u

u

uu

uu

uu

g

g

g

e

e

e

)1(200000

0)1(2

0000

00)1(2

000

0001

0001

0001

eeee

ssss

ssssePlasticit parfaite

Pente E

0=u

5

H.v gs =

[ ] 0)(1 v =+-= ssnse HHH E

0== Hr ee

nn

ss-

=1vH v

0 ss

= HK

ssss H

ssss v

Essai K0

0=He

0=u

Chemin oedomtrique (u=0)

v0 s

s

= HK

K0 varie suivant la nature du sol tudi

Et pour un sol donn, K est fonction de lhistoire des contraintes subies (compacit)

Sable lche K = 0,45 0,50

v0 s

s HK

1. Notions physiques 1.2 Coefficient de pression latrale des terres au repos

6

f -= sin10K

Sable lche K 0 = 0,45 0,50Sable compact K0 = 0,40 0,45Argile normalement consolide K0 = 0,50Argile molle, vase K0 = 1Argile surconsolide K0 variable

Pour les sables, JAKY a propos la formule empirique suivante

1. Notions physiques

Le massif (remblai) exerce

une poussesur le murPression activePression active

Le massif exerce une

butesur lcran AB

Pression passive

7

Massif dancrage dun pont suspenduMur de soutnement


Dformation @@@@0

Pression latralePression latraledes terres au reposterres au repos

1. Notions physiques 1.3 Approche exprimentale des phnomnes de pousse et de bute

Un dispositif de chargement et de mesure de forceune caisse paralllpipdique parois rigidesla paroi frontale est vitre la paroi latrale AB peut se dplacer en restant verticale

8

2 cran mobile

1 anneau dynamomtrique

5 vrin

3 & 4 comparateurs

==H

v HKKF0

2000 2

1dh gsvs Hs

vH K ss = 0

f s

t

Expansion latrale

1. Notions physiques 1.3 Approche exprimentale des phnomnes de pousse et de bute

POUSSEEvs

s

Hs Hs

0>He

constante vs

9

vaaH K ss = )(

Coefficient de pousse (Active state)

vs t

Hs

f s

vs Hs

diminue Hs

constante vs

augmente

constante

0

v

H

sse

celle exerce par un remblai sec

(Fa)H

(Fa)v FaW

3Vrifier la scurit au glissement la base du muret au renversement5

Poids du murW

Force de pousse [composantes (Fa)H et (Fa)V]aF

Force de bute (souvent ngligeable)pF

4-1 Calcul d un mur de soutnement

4 Calcul de murs de soutnement et modalits constructives

39

eQv

QH

(Fa)H

FpxO

b/2

Q

Raction du sol sous la base[composantes Qv et QH]

VpVaV FFWQ )()( -+=

Lquilibre des forces impose que

HpHaH FFQ )()( -=


La scurit au glissement la basedu mur est

(Fa)H

(Fa)v FaW

base lasur motrice Force

base lasur rsistante ForceGF =

F coefficient de scurit au glissement

ftgQQ

V

H f angle de frottement entre la base du mur et le sol


40

eQvQH

FpxO

b/2

FG coefficient de scurit au glissement

FG 1,5 sans la Fp

FG 2 avec la FpA court terme, FG

B max Cu=t = QH

A long terme, FG

B max ctgW += ft = QHB: largeur de la base

(Fa)H

(Fa)v

Fp

Fa

x

W

base lasur moteur Moment

base lasur rsistant Moment RF =

La scurit au renversement est

FR coefficient de scurit au renversement



41

eQvQH

xb/2

La scurit au renversement est assure

sila rsultante passe dans le tiers central de la base

FR 1,5

L/3

Q e

4. Calcul de murs de soutnement et modalits constructives

6 Dans certain cas, vrifier la scurit au grand glissement de lensemble mur et remblai

Stabilit des pentes

42


7 Vrifier que les tassements du mur sont admissibles

Si le

(cas courant) Dans le cas contraire,

43

(cas courant)

langle de frottemententre le sol et le mur

est positif (dddd > 0)

Dans le cas contraire, (dddd < 0)

2. Sassurer que les tassements ne sont pas excessifs2. Sassurer que les tassements ne sont pas excessifs

44

Forces sexerant sur un mur-poids

Dispositifs de drainage derrire un mur

Parement fictif utilis pour la dtermination de leffort de pousse sur un mur poids

45

Forces sexerant sur un mur-poids

Dispositifs de drainage derrire un mur

Parement fictif utilis pour la dtermination de leffort de pousse sur un mur poids

Scurit vis- -vis dun glissement sur la base du mur

46

Rgle du tiers central pour le calcul de la scurit au renversement


Scurit au renversement

Rupture par grand glissement

47Surface de rupture du sol de fondation


48

Rgle du tiers central pour le calcul de la scurit au renversement


Scurit au renversement

Rupture par grand glissement

49Surface de rupture du sol de fondation


Rideau de palplanche ancr

55


Sol pulvrulent

Armatures mtalliques qui rsistent la traction

Mur en terre arme

Cration dune cohsion dans le solproportionnelle la densit et la rsistance la traction des bandes

56

PHOTOS

Rock-filled butress

Gabion wall

Crib wall

59

Reinforced earth wall

Concrete gravity wall

Concrete renforced semigravity wall


H/24 minimum 30cm

66

Retaining Walls - Applications

69

Road

Train


70

highway


High-rise building

71

basement wall

Gravity Retaining Walls

cobbles

cement mortarplain concrete or stone masonry

72

They rely on their self weight to support the backfillThey rely on their self weight to support the backfill

Cantilever Retaining Walls

Reinforced; smaller section

than gravity walls

73

They act like vertical cantilever, fixed to the groundThey act like vertical cantilever, fixed to the ground

walls

Design of Retaining Wall

2 2Block no.

- in granular soils

Analyse the stability of this rigid body with verticalwalls (\ Rankine theory valid)

74

11

2 2

3 3

toe

toe

Wi = weight of block i

xi = horizontal distance of centroid of block i from toe

Block no.

2 2

Safety against sliding along the base

tan }.{

A

iPsliding P

WPF += d

soil-concrete friction angle 0.5 0.7 f

to be greater than 1.5

75

11

2 2

3 3

PA

PA

PPPP

S

Stoe

toeR

Ryy

H

h

PP= 0.5 KPgh2 PA= 0.5 KAgH2

2 2

Safety against overturning about toe

H/3

}{3/

A

iiPgoverturnin P

xWhPF +=

to be greater than 2.0

76

11

2 2

3 3

PA

PA

PPPP

S

Stoe

toeR

Ryy

H

h

Formules de Rankine pour les Sols pulvrulents

Sol surface horizontal

2. THEORIE DE RANKINE (1860)

79

Sol surface incline

! "! #

80

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Poussée Et Butée

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