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1 COURS ET EXERCICES . DE MECANIQUE DES SOLS. Khaled MEFTAH. Ma tre assistant Premi re version : Septembre 2008. COURS Mecanique des sol 0 Khaled MEFTAH. SOMMAIRE. Chapitres Intitul s Pages 1 Les sols : Structure Identification 4. et classification 2 Hydraulique des sols 20. 3 Contraintes dans les sols 28. 4 Tassement et consolidation des sols 45. 5 R sistance au cisaillement des sols 56. 6 Etude de la portance des fondations superficielles 70. partir d'essais de laboratoire 7 Pouss e et but e des terres 81. R f rences bibliographiques COURS Mecanique des sol 1 Khaled MEFTAH. TABLE DES MATIERES. Chapitre 1 : Les Sols : Structure. Identification et classification 4. 1- El ments constitutifs d'un sol 4.

2 2- Param tres de d finition d'un sol 4. 3- Identification des sols 7. 4- Classification des sols 14. EXERCICES d'application 17. Chapitre 2: Hydraulique des sols 20. 1- Ecoulement lin aire 20. 2- Ecoulements plans 20. EXERCICES d'application 24. Chapitre 3 : Les contraintes dans le sol 28. 1- Notions de contraintes 28. 2- Cercle de Mohr 29. 3- Les contraintes dues au poids propre des sols 32. 4- Les contraintes dues aux surcharges 34. EXERCICES d'application 38. Chapitre 4 : Tassement et consolidation des sols 45. 1- Notions de d formations 45. 2- Relation contraintes - deformations 45. 3- Tassements des sols- consolidation 46. 3- Evolution du tassement en COURS du temps 49.

3 EXERCICES d'application 53. COURS Mecanique des sol 2 Khaled MEFTAH. Chapitre 5 : R sistance au cisaillement des sols 56. 1- Comportement lasto-plastique des sols 56. 2- Comportement COURS et long terme des sols 57. 3- D termination des param tres de cisaillement des sols 58. au laboratoire EXERCICES d'application 65. Chapitre 6 : Portance des fondations superficielles 70. 1- Introduction 70. 2- Calculs de la capacit portante 72. EXERCICES d'application 77. Chapitre 7 : Pouss e et but e des terres 81. 1- Introduction 81. 2- La th orie de Rankine 81. 3- Calcul des forces de pouss e et de but e 86. 5- Stabilit des murs de sout nement 90. 6- Les rideaux de palplanches 92. EXERCICES d'application 95.

4 R f rences bibliographiques 97. COURS Mecanique des sol 3 Khaled MEFTAH. CHAPITRE 1. LES SOLS : Structure Identification et Classification 1- El ments constitutifs d'un sol Un sol est un m lange : d' l ments solides : Provienant 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 le sols organiques (vases et tourbes). d'eau : Existe sous plusieurs formes (eau de constitution, interfeuillets, 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.

5 2- Param tres de d finition des sols 2-1 Mod le l mentaire d'un sol Un sol tant compos de grains solides, d'eau et d'air , on peut rassembler chaque phase en un volume partiel unique de section unit. Les notations suivantes sont utilis es : Volumes Poids Va Air Wa=0. Vw Eau Ww Vs Grains solides Ws COURS Mecanique des sol 4 Khaled MEFTAH. Va : volume de l'air. Vw : volume de l'eau. Vs : volume des grains solides. Vv = Va + Vw : volume des vides. V = Vv + Vs : volume total du sol W w: poids de l'eau Ws : poids des grains solides W = Ww + Ws : poids total 2-2 Les poids volumiques Le poids volumique (sp cifique) total ou humide : W. =. V. Le poids volumique des grains solides : Ws s =.

6 Vs Le poids volumique du sol sec : Ws d =. V. Le poids volumique de l'eau : Ww 3 3. w = = 10kN / m = 1t / m Vw Poids volumique du sol satur . W. sat =. V. Poids volumique d jaug . ' = sat w La gravit sp cifique : s Gs =. w COURS Mecanique des sol 5 Khaled MEFTAH. Les param tres d' tat Ils indiquent dans quelles proportions existent les diff rentes phases d'un sol. On d finit : La teneur en eau : Ww %= x100. Ws L'indice des vides : Vv e=. Vs Le degr de saturation : Vw Sr % = x 100. Vv La porosit : Vv =. V. Tous ces param tres ne sont pas ind pendants. Ils sont reli s par des relations que l'on peut retrouver l'aide du mod le l metaire. Exemple de formules : d = 1+ . d =1 +e s s e = 1.

7 D Sr = Gs e COURS Mecanique des sol 6 Khaled MEFTAH. 3. Identification des sols Pour caract riser un sol, il faut d terminer les param tres de nature et les param tres d' tat. Les param tres de nature indiquent les caracteristiques intrins ques du sol. IIs ne varient pas au COURS du temps (poids volumique des grains solides, granularit , argilosit , limites d'Atterberg, teneur en mati res organiques, ). Les param tres d' tat sont fonction de l' tat du sol et caract risent le comporetement du sol sous l'effet d'un chargement donn (teneur en eau, indice des vides, porosit , Equivalent de sable,..). Nous regroupons dans ce paragraphe les essais g otechniques de laboratoire classiques qui permettent de caract riser un sol.

8 La masse volumique des particules solides s Sa d termination se fait l'aide d'un pycnom tre. Une masse de sol sec ms est introduite dans un pycnom tre conteneant de l'eau distill e. Apr s avoir limin toutes les bulles d'air, on mesure le volume d'eau d plac par les grains solides vs. : Pour les sols ( part les sols organiques) : 26 kN/m3 S 28 kN/m3. Les 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 : - Par tamisage (par voie humide ou s che) pour les lements de diam tre 80 m. - Par s dimentom trie pour les lements de diam tre < 80 m. COURS Mecanique des sol 7 Khaled MEFTAH.

9 Les r sultats sont traduits sous forme d'une courbe granulom trique, tracee dans des axes semi-logarithmiques, partir de laquelle on peut d terminer : - Le co fficient d'uniformit de Hazen : d60. Cu =. d 10. - Le co fficient de courbure : 2. d 30. Cc =. d 10 xd 60. : di : diam tre correspondant i% de pourcentage de tamisat cumul . Fig :Exepmle de d termination des di : - d10 = - d30 = - d60= COURS Mecanique des sol 8 Khaled MEFTAH. Essais sur sols pulv rulents Le comportement de ces sols d pend des param tres qui caract risent le squelette solide, savoir les dimensions des grains et l'indice des vides. Les essais les plus courants sont : a) Equivalent de sable (ES%) : Permet de caract riser la propret des sables et le type de sol analys.

10 Tableau : Caract risation des sols partir de la valeur de ES Type de sol 0 Argile pure 20 Sol plastique 40 Sol non plastique 100 Sable pur et propre b) Densit relative (ou indice de densit ) : Permet de caract riser la compacit d'un sol gr nu et son aptitude supporter des charges. I D = emax e emax emin ( ). Avec : - e : indice des vides du sol en place. - emax : indice des vides du sol l' tat le plus l che. emin : indice des vides du sol l' tat le plus dense. Tableau : Compacit d'un sol en fonction de l'indice de densit . ID Compacit du sol 0 Tres l che < l che moyennement dense > tr s compact 1 tr s bien compact COURS Mecanique des sol 9 Khaled MEFTAH. Essais sur les sols fins Le comportement de ces sols d pend : - de la composition min ralogique (types de min reaux argileux).