Mcanique des sols Gnie civil 3e semestreProf. L. Vulliet

COURS DE MCANIQUE DES SOLS

QUESTIONS DEXAMEN 2008-2009 Quest examen MS 2008-2009.doc 12.12.2008 BF/LV/kb

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 1. Dcrire les diffrentes phases dune campagne de reconnaissance des terrains. Un log de forage devrait contenir quelles informations?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 2. Au moyen du diagramme de droite, dterminer les relations qui dfinissent: - la teneur en eau w (massique) - la masse volumique des particules solides s - la masse volumique apparente - l'indice de vide e - le degr de saturation Sr Dterminer ensuite la relation qui permet de calculer la masse volumique du sol sec d au moyen de et de w

air (gaz)

eau (liquide)

solide

volume masse

M

Vs

Va Ma

Vw Mw

Ms

Mv

V

Vv

V = volumeM = masse

a = airw = eaus = particules solides

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 3. Que reprsente la courbe ci-dessous ? Comment est-elle obtenue ? Quelles informations peut-on en tirer ?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 4. Dfinir les limites de consistance dun sol argileux (limites dAtterberg) et dcrire la faon de les dterminer.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 5. Dcrire la mthode qui permet didentifier un sol (systme de classification).

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 6. Dcrire lessai Proctor et son utilit.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 7. Dans un sol htrogne stratifi horizontalement, le niveau de la nappe souterraine (statique) concide avec la surface du terrain. Comment calcule-t-on les contraintes totales et effectives verticales et horizontales dues au poids propre et leau et quels sont les cercles de Mohr et les directions des contraintes principales ?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 8. Soit une nappe libre en coulement dans une pente. Dfinir :

- la charge hydraulique au point A ; - le gradient hydraulique entre A et B ; - la vitesse dcoulement entre A et B ; - la force de percolation dans le massif.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 9. Dcrire le phnomne de la mise en boulance dun sable.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 10. La disposition de la fondation du croquis vous parat-elle judicieuse? Si ce n'est pas le cas, dire pourquoi et proposer une meilleure solution.

4.0 m

5.0 m

Sable compact

Argile molleEd = env. 1 MPa

WS

Gravier degrande paisseur

1.5 m

1.0 m

Immeublelourd

100 kN.m-2

b = 18 m

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 11. Comparer les pressions de contact livres par la thorie de l'lasticit et celles donnes par la mthode de Westergaard, ceci pour une fondation rigide et pour une fondation souple. Considrer le cas d'une charge concentre et d'une charge rpartie.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 12. Dfinir les trois types de tassements qui peuvent se produire sous une fondation : instantans, par consolidation primaire, par consolidation secondaire. Quels sont les sols dans lesquels ces tassements se produisent ? Quels sont les sols qui peuvent tre tudis en laboratoire (sur le plan des tassements) et par quels essais ? Quels sont les paramtres qui caractrisent dans chaque cas la dformabilit du sol ?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 13. Montrer comment obtenir un module oedomtrique, Eoed, partir dune courbe oedomtrique. Quelle est la diffrence entre module oedomtrique et module dYoung ?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 14. Dcrire le phnomne de consolidation primaire dans une couche horizontale sature dpaisseur constante (tassement en fonction du temps). Quelles sont les hypothses simplificatrices de la thorie de Terzaghi ? Quelles sont les lois fondamentales qui permettent dtablir lquation de la consolidation ?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 15. A l'aide d'une courbe oedomtrique, expliquer pourquoi le module de compressibilit varie en fonction de la profondeur. Montrer le rle de l'histoire gologique dans la dformabilit des sols.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 16. Exposer la mthode de calcul des tassements d'un remblai sur sol multicouche (de dformabilits diffrentes), avec nappe phratique statique.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 17. Qu'est-ce que le phnomne de surconsolidation d'un sol ? Comment un sol peut-il devenir surconsolid ? Donner plusieurs possibilits. Le dmontrer sur un diagramme domtrique. Quelle est l'influence de la surconsolidation d'un sol sur le calcul des tassements ?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 18. Dmontrer que labaissement de la nappe phratique dans un sol fin est cause de tassements. Si la nappe remonte son niveau initial, comment le sol se dforme-t-il ?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 19. Soit deux fondations reposant sur le mme sol et de mme contrainte de contact solfondation. Expliquer pour quelle raison une fondation circulaire de diamtre D tassera plus quune fondation de diamtre D/2.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 20. Dterminer les contraintes et dformations pour un corps lastique dans les cas suivants :

(i) tat de contrainte uniaxiale ; (ii) tat de dformation uniaxiale.

Discuter de lutilit en mcanique des sols.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 21. Dcrire la loi de Mohr-Coulomb en contraintes effectives et en contraintes totales. Quels sont les paramtres ? Le taux de dformation peut-il jouer un rle sur la rsistance ?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 22. Quels sont les principaux essais pour dterminer la rsistance au cisaillement dun sol, in situ et en laboratoire. Discuter des avantages et des inconvnients de chaque essai prsent.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 23. Soit le pieu cylindrique en acier ci-dessous. Estimer la force F ncessaire pour extraire le pieu. On admettra pour le sol =18 kN/m3, c= 10 kPa, = 30.

15 m

0.6 m

F

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 24. Dcrire lessai triaxial et son utilit.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 25. Montrer comment voluent les contraintes dans un massif de sol derrire un cran de soutnement lorsque lcran se dplace. Dans la thorie de Rankine : - Quelles sont les hypothses simplificatrices ? - Comment calcule-t-on la pression sur lcran pour les deux tats limites ?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 26. Dcrire la mthode du prisme de pousse pour le calcul de la pousse sur un cran. Donner son domaine dapplication et les hypothses simplificatrices qui interviennent. Montrer quelles sont les forces qui agissent sur le prisme. Comment la mthode de Coulomb-Poncelet est-elle dduite de cette mthode ?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 27. Obtenir lquation du facteur de scurit dans le cas dune pente infinie avec nappe libre confondue avec la surface du terrain (admettre un sol sans cohsion).

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 28. Calculer le coefficient de scurit du coin rocheux ci-dessous:

= 35

= 40 c = 0

= 23 kN/m3

h = 5 m

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 29. Dfinir par un graphique tous les efforts qui agissent sur une tranche d'un talus et qui sont utiliss, d'une manire gnrale, dans les calculs de stabilit utilisant les mthodes des tranches. Quelles sont les hypothses de base permettant de rsoudre le systme des quations d'quilibre de ces tranches ?

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 30. Dcrire la mthode de calcul de stabilit des pentes de Bishop. Expliquer les tapes de calcul pour obtenir le facteur de scurit minimum.

EPFL, Section de gnie civil, Mcanique des sols, Prof. L. Vulliet, 2008-2009 Question 31. Dcrire les problmes potentiels lis au projet ci-dessous :

15 m

immeubleexistant

immeublefutur

10 m

Sable limoneux fouille assche

par pompage