COURS & EXERCICES DE GEOTECHNIQUE 1 - UVT

1 COURS & EXERCICES . DE GEOTECHNIQUE 1. Selon Eurocodes7. Ain Draham - Tunisie Khaled MEFTAH Mohamed BEN ALI. Institut Sup rieur des Etudes Ecole Sup rieure des Ing nieurs de Technologiques de Nabeul l'Equipement Rural Medjez El Bab 1. SOMMAIRE. Avant-propos 2. Table de mati res 4. Symboles et unit s selon Eurocodes 7 5. Chapitres Intitul s Pages 1 Les sols : Structure Identification et 6. classification 2 Hydraulique des sols 15. 3 Contraintes dans le sol 20. 4 Tassement et consolidation des sols 29. 5 R sistance au cisaillement des sols 30. 6 Portance des fondations superficielles 45. 7 Pouss e et but e des terres 51.

2 EXERCICES & corrections 62. Annexes 101. R f rences bibliographiques & Webographie 113. 2. AVANT-PROPOS. Ce manuel d'enseignement est un document de base pour l'initiation aux notions essentielles de la g otechnique et de ses applications dans les projets de constructions. Il est destin aux aussi bien pour les tudiants niveau Licence appliqu e, que pour les tudiants des coles d'ing nieurs dans la sp cialit g nie civil Pour chaque chapitre, sont pr sent s les th ories de base et les m thodes de calcul selon les Eurocodes 7, ainsi que des EXERCICES d'application. Certains EXERCICES sont corrig s, m me parfois bri vement, ce qui incitera l' tudiant.

3 Raisonner et d velopper les diff rentes tapes de calculs afin d'aboutir aux r sultats mentionn s. Mr Khaled MEFTAH. ISET Nabeul E-Mail: Mr Mohamed BEN ALI. ESIER Medjez El Bab E-Mail: 3. TABLE DES MATIERES. Sommaire Avant-propos Chapitre 1 : Identification et classification des sols 5. 1- El ments constitutifs d'un sol 5. 2- Param tres de d finition des sols 5. 3- Identification des sols 7. 4- Classification des sols 13. Chapitre 2: Hydraulique des sols 14. 1- Ecoulement lin aire 14. 2- Ecoulements plans 15. Chapitre 3 : Les contraintes dans le sol 19. 1- Notions de contraintes 19. 2- Cercles de Mohr 20.

4 3- Les contraintes dues au poids propre 23. 4- Les contraintes dues aux surcharges 25. Chapitre 4 : Tassement et consolidation des sols 28. 1- Notions de d formations dans les sols 28. 2- Relations : contraintes-d formations 28. 3- Tassements des sols- consolidation 28. 4- Evolution du tassement en COURS du temps 32. 5- Contrainte effective et pression interstitielle en COURS du temps 34. Chapitre 5 : R sistance au cisaillement des sols 35. 1- Comportement lasto-plastique des sols 35. 2- Comportement COURS et long terme des sols 36. 3- D termination des param tres de cisaillement des sols 37.

5 Au laboratoire Chapitre 6 : Portance des fondations superficielles 44. 1- Introduction 44. 2- Calculs de la capacit portante 46. 3- Calculs de la contrainte admissible 49. Chapitre 7 : Pouss e et but e des terres 50. 1- Introduction 50. 2- La th orie de Rankine 50. 3- Calculs des efforts de pouss e et de but e 54. 4- Stabilit des murs de sout nement 58. 5- Stabilit des rideaux de palplanches 60. EXERCICES 64. 4. SYMBOLES ET UNITES SELON EURONORMES 7. I. Majuscules latines : B : Largeur D : Diam tre F : Charge axiale ou lat rale appliqu e un pieu H : Action ou force horizontale K : Coefficient de pression des terres N : facteur de capacit portante R : R sistance en unit (en unit de force) d'un l ment de fondation II.

6 Minuscules latines a : Adh rence c' : Coh sion effective cu : Coh sion non drain e i : Gradient hydraulique k : coefficient de perm abilit . q : pression verticale due au poids des terres ou une surcharge s : Tassement u : Pression interstitielle III. Minuscules grecques : Poids volumique : Angle de frottement entre le terrain et la structure : Contrainte totale normale ' : Contrainte effective normale : Contrainte de cisaillement : Angle de frottement ' : Angle de frottement interne effectif IV. indices a : Pouss e des terres a : Ancrage b : Base d'un pieu c : Compression d : Valeur de calcul k : Valeur caract ristique p : But e des terrres s : F t d'un pieu t : Traction t : Total tr : Transversal (lat ral).

7 : Eau o : Conditions au repos ou conditions initiales V. Unit s SI. Force kN, MN. Moments kNm Masse volumique kg/m3 , Mg/m3 , (t/m3 ). Poids volumique kN/m3. Contraintes, pressions et r sistances kN/m2 (kPa). Raideur MN/m2 (MPa). Coefficient de perm abilit m/s, (m/an). Coefficient de consolidation m2/s, (m2/an). 5. CHAPITRE 1 : IDENTIFICATION ET CLASSIFICATION DES SOLS. 1-El ments constitutifs d'un sol Un sol est un m lange : d' l ments solides : Provenant de la d sagr gation m canique et/ou chimique d'une roche m re. On distingue les min raux non argileux ( >2 m et ayant le m me comportement que la roche m re : Sols pulv rulents), les min raux argileux (kaolinite, illite et montmorillonite) et les sols organiques (vases et tourbes).

8 D'eau : Existe sous plusieurs formes (eau de constitution, inter feuillets, li e et libre). de gaz : Contenu dans les vides, c'est l'air pour un sol sec ou m lange d'air et de vapeur d'eau pour un sol humide. 2-Param tres de d finition des sols 2-1 Mod le l mentaire d'un sol Volumes Poids Va Air Wa=0. Vw Eau Ww Vs Grains solides Ws Volumes : Va : volume de l'air. V : volume de l'eau. Vs : volume des grains solides. Vv = Va + V : volume des vides. V = Vv + Vs : volume total Les poids: W : poids de l'eau W s : poids des grains solides W=W +W s : poids total 6. 2-2 Les param tres de nature Le poids volumique des grains solides : Ws s.

9 Vs Le poids volumique de l'eau : Ww w 10kN / m3. Vw Poids volumique d jaug . ' sat w Poids volumique du sol satur . Wsat sat . V. La gravit sp cifique : s Gs . w Les param tres d' tat Ils indiquent dans quelles proportions existent les diff rentes phases d'un sol. Ils On d finit : Le poids volumique total ou humide : W.. V. Le poids volumique du sol sec (Dry) : Ws d . V. La teneur en eau : Ww % x100. Ws L'indice des vides : Vv e . Vs 7. Le degr de saturation : Vw Sr% x100. Vv La porosit : Vv e . Vs Les param tres de nature et d' tat ne sont pas ind pendants. Ils sont reli s par les relations donn es par le tableau : la teneur en eau peut tre> 100%.

10 L'indice des vides peut tre > 1. La porosit est toujours < 1. 3. Identification des sols Nous regroupons dans ce paragraphe les essais g otechniques simples de laboratoire qui permettent d'identifier un sol. Essais de d termination des param tres de d finition Ces essais font l'objet des travaux pratiques de mat riaux de construction savoir la d termination de la teneur en eau, des poids volumiques et de l'indice des vides. Essais granulom triques Ils permettent d'obtenir la r partition en pourcentage des grains solides selon leurs dimensions. Deux types d'essais sont envisageables selon le sol tester : - Tamisage ; par voie humide (XP P 94-041) ou s che pour les grains des sols de diam tre 80 m.