Cours CTN 504 - PowerPoint Presentation

Slide1

Cours CTN 504 Mécanique des sols

Li Li

,

ing

.,

Ph.D

Professeur en géotechnique

Département de génie de la construction

Bureau: A-1484

Courriel: li.li@etsmtl.caSlide2

Éteindre vos cellulaires, SVP!Slide3

Séances d'exercice dirigé: A-2332Slide4

Références supplémentaires:CGS 2006. Canadian foundation engineering manual. 4th edition, Bitech Publisher.

McCarthy, D.F. 2002. Essentials of

soil

mechanics

and

foundation: Basi geotechnics. 6

th

edition

,

Prentice

Hall. Slide5

Consolidation et tassement des sols(Séance 1er/2)Slide6

Construction

Excavation

Mouvement ou déplacement des solsSlide7

DéfinitionsLe 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

".Slide8

Composantes du tassementPour les sols argileux, le tassement total,

s

t

:

où

s

i = tassement immédiate (déformation élastique des fondations structurales, fûts de pieu par exemple);

s

c

= tassement de consolidation (variation de teneur en eau);

s

s

= tassement secondaire (fluage).

Pour les sables, le tassement total, s

t: où le tassement immédiate, s

i, comprend le tassement élastique, se, et le tassement de consolidation (appelé plutôt "compression

"), sc:Slide9

Consolidation des argiles

pression interstitielle excessive



uSlide10

Œdomètre ou consolidomètre et essais de consolidation

Œdomètre

à anneau flottant

Œdomètre

à anneau fixe

Échantillons non-remaniés:

Dimension de l'échantillon

D

:

H

= 2.5 ~ 5Slide11

(a)

(b)

coefficient de compressibilitéSlide12

(a)

(b)

Un matériau

écrouissableSlide13

pression de préconsolidationSlide14

Contrainte de préconsolidationParticularité des sols: "mémoire

"

Courbe de

recompression

"Cassure" indiquant

'

vc

et une argile (

absent pour les sables et silts

)Slide15

État de consolidationsLe 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). Slide16
Slide17

Sous-consolidation 'p < 'vo

(OCR < 1)

Remblais récents

'

p

= 

H

- 

w

(

H

+

h

)

=



subH - w

h 'vo = H

- wH = sub

H OCR = 'p/'

p = 1 – (wh)/(

sub

H) < 1

H



hSlide18

Détermination de la contrainte de préconsolidation 'p

Construction de

Casagrande

ou

1

2

3

4

5

'

p

Casagrande

= '

vc

B

'

p probable

= '

vc

C

'vc D

 'p

 'vc ESlide19

L'histoire de l'argile selon CasagrandeSlide20

Courbes typiques de consolidation des sols naturelsSlide21

Des sols américain légèrement surconsolidés

sable

siltSlide22

Moraines glaciaires du Canada fortement

surconsolidées

Pression de

préconsolidation

élevée

indice de vide faibleSlide23

Influence de remaniement sur les courbes de consolidationSlide24

Comportement d'une argile sensible

Intact

"Cassure" très raide;

Avant cassure;

Après cassure;

Indice de vide.

RemaniéSlide25

Consolidation d'une "argile" mexicain

Intact

"Cassure" très raide;

Avant cassure;

Après cassure;

Indice de vide

trop élevé

(

n

> 90%).

"argile

sensible"Slide26

Consolidation d'une argile gonflant américaine

Essais de gonflement

à volume constant

mouillage

pression de gonflementSlide27

Consolidation d'une lœss (silts)Effet de l'eauSlide28

Consolidation d'un autre silt

Caractéristiques

Manque de "cassure"

Difficile de déterminer

'

pSlide29

Consolidation d'une tourbe

Caractéristiques:

Indice de vide très élevé

Concave vers le haut

Difficile de déterminer



'

pSlide30

Tassements

H

0Slide31

Coefficient de compressibilité, av

Par définition,

a

v

> 0

(erreur de signe dans l'Exemple 8.3)

e

1

e

2



'

1



'

2Slide32

Coefficient de changement de volume, mv

d

v



v

m

v

1Slide33

Module œdométrique, D ou E

œd

m

v

1

1

DSlide34

Indice de compression,

C

c

C'est la pente de la courbe de compression vierge:Slide35

Indice de compression modifié, Cc

C

c



1Slide36

Indice de

recompression

,

C

r

C'est la pente de la courbe de

recompression

(rebondissement):

1

C

rSlide37

Indice de recompression modifié, Cr

C

r



1Slide38

Calcul des tassements de consolidation, scSlide39

'v0 = '

p

Construction '

v

> 0, tassement. À considérer la courbe de compression vierge

Excavation



'

v

<

0,

gonflement. À

considérer la courbe de

recompression

.

Cas d'une argile normalement consolidée

1

C

r

'

v0

= 'p

Slide40

Cas d'une argile surconsolidée

Eqs

. (8.16) et (8.17)

Eqs

. (8.18) et (8.19)Slide41

Méthode de Schmertmann (1955)

Argile normalement consolidée

Argile

surconsolidée

Déduction des courbes de consolidation sur le terrainSlide42

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:

C

r

 (5 ~10%)C

c

0.035 

C

r

 0.015