Serie5 Sols 2019 2020 [PDF]

Zitiervorschau

ENSA Tétouan GC2

Année universitaire 2019-2020

Module: Mécanique des sols Série 5

Questions de cours : 1. Expliquer pourquoi on dit que les contraintes initiales dans un dépôt varient avec l’histoire géologique de ce dernier. 2. Qu’est-ce qu’une contrainte effective? 3. A une profondeur donnée, à quoi correspond la différence entre la contrainte totale et la contrainte effective? 4. Quel est l’effet d’un abaissement de la nappe phréatique sur l’état des contraintes totales et effectives? 5. Une variation de la hauteur du plan d’eau au-dessus d’un dépôt submergé a-t-elle une influence sur la contrainte effective? 6. Enumérer les effets d’un écoulement ascendant et d’un écoulement descendant sur la valeur de la contrainte effective. Exercice 1: A l’aide des données de la figure 1, calculer la contrainte totale, la pression interstitielle et la contrainte effective aux points A et B. On suppose que la densité du gravier est: Gs = 2.65

4m

γ d = 18.2kN / m3

Sable

2m

Gravier

4m

A

2m 5m

Argile

B

γ d = 15.6kN / m3 , n = 0.4

Nappe phréatique

γ sat = 18kN / m3

Figure 1 Exercice 2: Le niveau de l’eau dans un dépôt épais de sable très fin est à 1.20m au-dessous de la surface du sol. Au-dessus du niveau de la nappe, le sable est saturé par capillarité. Le poids volumique de ce sable saturé est 20.3kN / m3 . Quelle est la contrainte verticale effective sur un plan horizontale situé à 3.60m sous la surface du sol? Exercice 3: Une couche d’argile submergée a une épaisseur de 15m . La teneur en eau moyenne est de 54% . La densité des grains est Gs = 2.78 . Quelle est la contrainte verticale effective due au poids de l’argile à la base de la couche? 1

Exercice 4: Dans un certain site, une couche surfacique de sable silteux a 5m d’épaisseur et se trouve au-dessus d’une couche d’argile compressible qui fait 4m d’épaisseur. Cette dernière repose sur un substratum rocheux imperméable. Déterminer le profil des contraintes totales et effectives dans les deux cas suivants : 4.1 Présence d’une nappe phréatique dont la surface libre coïncide avec la surface du terrain naturel. 4.2 Présence d’une nappe phréatique dont la surface libre se trouve à la profondeur 2.5m à partir du terrain naturel. On supposera dans ce dernier cas que le sable silteux se trouvant au-dessus de la nappe phréatique est saturé par remontée capillaire de l’eau. On donne les poids volumiques: sable silteux: γ1,sat =18.5kN / m3 ; argile compressible:

γ 2,sat =17.7kN/ m3 .

Exercice 5: Une large excavation est projetée dans un site qui admet le profil suivant : 0-2m: sol graveleux : γ1,sat = 21.8kN/ m3 , γ1,drainé =18.5kN / m3 ; 2-6m: sable silteux : γ 2,sat =19.6kN / m3 , γ 2,drainé =18.4kN / m3 ; 6-21m: argile raide : γ3,sat = 20kN / m3 ; >21m: grès perméable. La surface libre de la nappe phréatique se trouve à la profondeur 1.5m au-dessous du niveau du terrain naturel et la pression artésienne dans la couche de grès correspond à une hauteur piézométrique de 5m au-dessus du terrain naturel. 5.1 Déterminer les contraintes effectives initiales agissant sur les faces supérieure et inférieure de la couche d’argile. 5.2 Jusqu’à quelle profondeur peut-on réaliser une excavation avec pompage d’eau avant qu’une fissuration du fond de la fouille ne se produise? 5.3 Si l’on désire réaliser une excavation de 10m de profondeur avec un coefficient de sécurité égal à 1.5 vis-à-vis de l’effondrement par renard solide (équilibre statique) du fond de la fouille, déterminer la réduction de la hauteur piézométrique requise dans la couche de grès grâce à un puits de décompression. Exercice 6:

La surface d’un dépôt de sols compressibles, dont la coupe est représentée sur la figure 2, est destinée à recevoir une surcharge uniforme de 50kPa , la nappe est à la surface du terrain naturel. Calculer les contraintes effectives se développant à long terme au milieu des différentes couches, avant et après application de la surcharge. Niveau de la nappe phréatique

4m

Argile normalement consolidée

2m

Sable

5m

Argile normalement consolidée

γ sat = 16kN / m3 γ sat = 20kN / m3 γ sat = 17kN / m3 Substratum imperméable

Figure 2

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