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Cours mécanique des sols, tutoriel plasticité résistance au cisaillement stabilité des pentes en pdf.
MODÈLES SIMPLIFIÉS DE COMPORTEMENT DES SOLS
Notion de contrainte effective
L’approximation de Terzaghi consiste à considérer que le sol est composé de deux milieux couplés, l’ossature granulaire et l’eau interstitielle. Dans un sol saturé, les contraintes totales notées σ se répartissent entre le squelette solide (contraintes effectives notées σ ’) et l’eau (pression interstitielle isotrope notée u). D’où la relation très importante de Terzaghi : σ = σ ’ + u et τ = τ ’.
Dans un sol non saturé, la phase liquide n’est plus continue.
Donc, si l’on néglige les contraintes de capillarité, u est partout nul σ = σ ’, τ = τ ’ ).
Sols pulvérulents (sables et graviers)
Ces sols étant perméables, il est habituellement considéré qu’il ne s’y développe pas de pression interstitielle. Il est constaté par l’expérience que la courbe intrinsèque dans le plan de Mohr peut être correctement assimilée à une droite passant par l’origine. L’angle ϕ qu’elle forme avec l’axe des σ est baptisé angle de frottement interne du sol 1 (cf. figure 18). Il y a début de glissement, et le domaine de la plasticité est atteint lorsque : τ = σ.tanϕ.
τ = contrainte tangentielle
σ = contrainte normale
ϕ = angle de frottement interne.
Pour un sable donné, il a été constaté expérimentalement que tanϕ =K/e , où le coefficient K ≈ 0,45 à 0,55 dépend de la forme des grains et de leur répartition granulométrique.
Pour déterminer l’angle ϕ, on peut utiliser en laboratoire l’essai de cisaillement, ou essai à la boîte de Casagrande. Il consiste à appliquer une contrainte normale à un échantillon de sol maintenu en conditions drainées, puis à le soumettre à un cisaillement horizontal jusqu’à la rupture (figure 19). La courbe intrinsèque s’obtient directement en reportant les couples (σ,τ ) où σ est la contrainte normale appliquée pendant une rupture et τ la contrainte de cisaillement mesurée pour la rupture. Cet essai s’interprète en considérant que la courbe intrinsèque est une droite (droite de Coulomb), l’angle qu’elle fait avec l’axe des σ étant l’angle de frottement interne.
Cet essai simple est de moins en moins utilisé pour les sols fins, car peu précis, au bénéfice de l’essai triaxial abordé au § 4.2.3.
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