CTN 504 Mcanique des sols Cours CTN 504

CTN 504 – Mécanique des sols Cours CTN 504 Mécanique des sols L i , ing. , Ph. D Professeur en géotechnique Département de génie de la construction Bureau: A-1484 Courriel: li. li@etsmtl. ca

CTN 504 – Mécanique des sols Éteindre vos cellulaires, SVP!

CTN 504 – Mécanique des sols Séances d'exercice dirigé: A-2332

CTN 504 – Mécanique des sols Références supplémentaires: CGS 2006. Canadian foundation engineering manual. 4 th edition, Bitech Publisher. Mc. Carthy, D. F. 2002. Essentials of soil mechanics and foundation: Basi geotechnics. 6 th edition, Prentice Hall.

CTN 504 – Mécanique des sols Consolidation et tassement des sols (Séance 1 er/2)

CTN 504 – Mécanique des sols Mouvement ou déplacement des sols Construction Excavation

CTN 504 – Mécanique des sols Définitions Le tassement d'une structure est le résultat de la déformation du sol de fondation. L'origine de cette déformation peut être un ou plusieurs suivant(s): – La déformation sous une charge totale croissante est appelée "mouvement" ou "déplacement". – Le changement de volume associé à la diminution du volume d'air, provenant d'un effet dynamique ou d'un chargement statique, est appelé "compactage". – Les changements de volume progressifs associés à une réduction de la teneur en eau du sol est appelé "consolidation". – La déformation sous contrainte effective constante est appelée "fluage".

CTN 504 – Mécanique des sols Composantes du tassement Pour les sols argileux, le tassement total, st: où si = tassement immédiate (déformation élastique des fondations structurales, fûts de pieu par exemple); sc = tassement de consolidation (variation de teneur en eau); ss = tassement secondaire (fluage). Pour les sables, le tassement total, st: où le tassement immédiate, si, comprend le tassement élastique, se, et le tassement de consolidation (appelé plutôt "compression"), sc:

CTN 504 – Mécanique des sols Consolidation des argiles u pression interstitielle excessive

CTN 504 – Mécanique des sols Œdomètre ou consolidomètre et essais de consolidation Échantillons non-remaniés: D : H = 2. 5 ~ 5 Œdomètre à anneau flottant Œdomètre à anneau fixe Dimension de l'échantillon

CTN 504 – Mécanique des sols (a) (b) coefficient de compressibilité

CTN 504 – Mécanique des sols Un matériau écrouissable (a) (b)

CTN 504 – Mécanique des sols pression de préconsolidation

CTN 504 – Mécanique des sols Contrainte de préconsolidation Particularité des sols: "mémoire" "Cassure" indiquant 'vc et une argile (absent pour les sables et silts) Courbe de recompression

CTN 504 – Mécanique des sols État de consolidations Le rapport de surconsolidation OCR (over consolidation ratio): où 'p = contrainte de préconsolidation; 'vo = contrainte vertical effective due au poids des terres. Un sol sera ― Normalement consolidé si 'p = 'vo (OCR = 1); ― Surconsolidé si 'p > 'vo (OCR > 1); ― Sous-consolidé si 'p < 'vo (OCR < 1).

CTN 504 – Mécanique des sols

CTN 504 – Mécanique des sols Sous-consolidation 'p < 'vo (OCR < 1) Remblais récents h H 'p = H - w(H+ h) = sub. H - w h 'vo = H - w. H = sub. H OCR = 'p/ 'p = 1 – ( w h)/( sub. H) < 1

CTN 504 – Mécanique des sols Détermination de la contrainte de préconsolidation 'p 5 2 1 4 ou 3 'p Casagrande = 'vc B 'p probable = 'vc C 'vc D 'p 'vc E Construction de Casagrande

CTN 504 – Mécanique des sols L'histoire de l'argile selon Casagrande

CTN 504 – Mécanique des sols Courbes typiques de consolidation des sols naturels

CTN 504 – Mécanique des sols Des sols américain légèrement surconsolidés sable silt

CTN 504 – Mécanique des sols Moraines glaciaires du Canada fortement surconsolidées • • Pression de préconsolidation élevée indice de vide faible

CTN 504 – Mécanique des sols Influence de remaniement sur les courbes de consolidation

CTN 504 – Mécanique des sols Comportement d'une argile sensible Intact 1. 2. 3. 4. "Cassure" très raide; Avant cassure; Après cassure; Indice de vide. Remanié

CTN 504 – Mécanique des sols Consolidation d'une "argile" mexicain Intact 1. "Cassure" très raide; 2. Avant cassure; 3. Après cassure; "argile sensible" 4. Indice de vide trop élevé (n > 90%).

CTN 504 – Mécanique des sols Consolidation d'une argile gonflant américaine pression de gonflement Essais de gonflement à volume constant mouillage

CTN 504 – Mécanique des sols Consolidation d'une lœss (silts) Effet de l'eau

CTN 504 – Mécanique des sols Consolidation d'un autre silt Caractéristiques • Manque de "cassure" • Difficile de déterminer 'p

CTN 504 – Mécanique des sols Consolidation d'une tourbe Caractéristiques: • Indice de vide très élevé • Concave vers le haut • Difficile de déterminer 'p

CTN 504 – Mécanique des sols Tassements H 0

CTN 504 – Mécanique des sols Coefficient de compressibilité, av Par définition, av > 0 (erreur de signe dans l'Exemple 8. 3) e 1 e 2 ' 1 ' 2

CTN 504 – Mécanique des sols Coefficient de changement de volume, mv d v v mv 1

CTN 504 – Mécanique des sols Module œdométrique, D ou Eœd mv D 1 1

CTN 504 – Mécanique des sols Indice de compression, Cc C'est la pente de la courbe de compression vierge:

CTN 504 – Mécanique des sols Indice de compression modifié, Cc 1

CTN 504 – Mécanique des sols Indice de recompression, Cr C'est la pente de la courbe de recompression (rebondissement): Cr 1

CTN 504 – Mécanique des sols Indice de recompression modifié, Cr 1

CTN 504 – Mécanique des sols Calcul des tassements de consolidation, sc

CTN 504 – Mécanique des sols Cas d'une argile normalement consolidée 'v 0 = 'p 1. Construction 'v > 0, tassement. À considérer la courbe de compression vierge 2. Excavation 'v < 0, gonflement. À considérer la courbe de recompression. Cr 1 'v 0 = 'p

CTN 504 – Mécanique des sols Cas d'une argile surconsolidée Eqs. (8. 16) et (8. 17) Eqs. (8. 18) et (8. 19)

CTN 504 – Mécanique des sols Déduction des courbes de consolidation sur le terrain Méthode de Schmertmann (1955) Argile normalement consolidée Argile surconsolidée

CTN 504 – Mécanique des sols Estimation des indices de compression Équation de Terzaghi et Peck (1976): Invalide si sensibilité > 4 et w. L >100% ou si teneur en matière organique élevée. En général: • Cr (5 ~10%)Cc • 0. 035 Cr 0. 015