Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Jean‐Pierre MAGNAN : Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées - Directeur technique au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Paris - Professeur de mécanique des sols et des roches à l’École Nationale des Ponts et Chaussées, Paris
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Lire l’articleINTRODUCTION
Tous les sols se déforment sous les charges qui leur sont appliquées, avec des amplitudes qui peuvent aller de quelques millimètres à quelques mètres. La prévision de ces déplacements est demandée par les nouvelles normes de calcul, pour vérifier qu’ils seront acceptables par les ouvrages à construire.
L’amplitude des déformations du sol dépend de la nature et de l’état du sol et des charges appliquées. Ces charges sont limitées par les conditions de stabilité qu’il faut respecter lors de la conception des ouvrages. En pratique, les fondations superficielles de bâtiments sont construites sur des sols relativement résistants et subissent des déformations faibles, que l’on peut habituellement estimer par un calcul linéaire. Les déformations les plus importantes sont celles des massifs d’argiles molles saturées, qui peuvent durer pendant des périodes longues (quelques mois à quelques dizaines d’années). Dans ce cas, on utilise une loi de déformabilité non linéaire (semi‐logarithmique) pour évaluer l’amplitude finale du tassement et des déformations horizontales, et l’évolution du tassement au cours du temps est analysée en tenant compte de l’effet de la perméabilité limitée du sol sur la vitesse de déformation (consolidation) et de la viscosité du sol (fluage).
Cet article traite successivement de la déformabilité des sols (compressibilité œdométrique, estimation des modules de déformabilité), du calcul de l’amplitude des tassements finals et de la description de l’évolution des déformations au cours du temps. Il se termine par quelques considérations sur le calcul pratique des tassements.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de août 1988 par Jean-Pierre MAGNAN, Bertrand SOYEZ
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Calcul des tassements2. Déformabilité des sols
2.1 Généralités
La déformabilité prend des formes différentes selon la nature des sols et le type des ouvrages, comme le montrent les quelques exemples suivants :
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Sous une charge superficielle (figure 2), on peut distinguer, comme le faisait L. Ménard pour les calculs pressiométriques, une zone située sous la charge où la déformation volumique domine et une zone externe où la déformation est plutôt déviatorique (distorsion du sol sans changement significatif de volume). Les fondations superficielles des murs et des poteaux correspondent généralement à la situation de la figure 2a, tandis que les radiers et remblais sont plutôt de type 2b.
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Au voisinage d’une excavation (figure 3), les champs de contraintes correspondent à une distorsion du sol dans les talus et à un gonflement de nature plutôt volumique sous le fond de l’excavation, de façon analogue mais de signe opposé au comportement du sol chargé. On doit distinguer aussi le cas des excavations étroites ou larges, à bord verticaux (soutenus) ou inclinés.
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Dans une pente naturelle, en l’absence de tout chargement ou déchargement, le sol est soumis par la pesanteur à un champ de contraintes déviatoriques qui tend à le déformer de façon progressive, sans changement de volume significatif.
S’ajoute à cette première distinction des zones à déformations plutôt volumiques et des zones à déformations plutôt déviatoriques, une différenciation des déformations par leur durée : déformations instantanées (sables et graviers) ou déformations visqueuses (argiles), déformations volumiques différées par la faible perméabilité du sol (sols fins peu perméables : argiles, tourbes, limons).
Tout ceci laisse une large place à la coexistence de descriptions différentes de la déformabilité des sols et de méthodes de calcul différentes pour les tassements.
Nous allons examiner dans ce paragraphe deux descriptions classiques de la déformabilité des sols : la compressibilité œdométrique, qui correspond aux zones de déformation volumique prédominante (figure ...
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Déformabilité des sols
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BRU (J.-P.) - Abaques pour le dimensionnement des drains verticaux et les calculs de consolidation unidimensionnelle. - Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées, n 116, p. 110-113 (1981).
-
(2) - CAQUOT (A.), KÉRISEL (J.) - Traité de mécanique des sols. - 4e édition, Gauthier-Villars, Paris, 506 p. (1966).
-
(3) - COSTET (J.), SANGLERAT (G.) - Cours pratique de mécanique des sols. - Tome 1, Dunod, Paris, 3e édition (1981).
-
(4) - GIBSON (R.E.), ENGLAND (G.L.), HUSSEY (M.J.L.) - The theory of one dimensional consolidation of saturated clays. - Géotechnique, vol. 17, n 3, p. 261-273 (1967).
-
(5) - GIROUD (J.P.) - Tassement et stabilité des fondations superficielles. - Tome 1, Presses Universitaires de Grenoble, 596 p. (1975).
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(6) - LCPC - Essais œdométriques....
NORMES
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Sols : reconnaissance et essais. Essais à l’appareil triaxial de révolution. Appareillage. Préparation des éprouvettes. Essai (UU) non consolidé non drainé. Essai (CU + u) consolidé non drainé avec mesure de pression interstitielle. Essai (CD) consolidé drainé. - NF P 94-074 - 10-1994
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Sols : reconnaissance et essais. Essai de gonflement à l’œdomètre. Détermination des déformations par chargement de plusieurs éprouvettes. - XP P 94-091 - 12-1995
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Sols : reconnaissance et essais. Essai pressiométrique Ménard - Partie 1 : essai sans cycle. - NF P 94-110-1 - 1-2000
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Sols : reconnaissance et essais. Essai pressiométrique Ménard - Partie 2 : essai avec cycle. - XP P 94-110-2 - 12-1999
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Sols : reconnaissance et essais. Essai de pénétration statique. - NF P 94-113 - 10-1996
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Sols : reconnaissance et essais. Essai au piézocône. - NF P 94-119 - 12-1995
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