Etude paramétrique sur la déformation du sol

Dans ce paragraphe, nous avons rapporté les résultats des calculs sur la déformation d’un sol siège de l’infiltration, selon le degré de porosité, les conditions saisonnières (été/hiver) et, le coefficient de convection thermique. Pour simuler les différentes porosités, nous avons utilisé les valeurs des grandeurs mécaniques caractéristiques des trois matériaux (argile, terre, sable) qui sont portées dans le tableau IV.1 ci-après : Pour chaque type de sol, l’accès à une description volumique de la répartition des champs de déplacement a été réalisé par le regroupement des observations relevées sur les plans nodaux (0,x,y) parallèles et, situés à différentes profondeurs de la structure. }, du vecteur de déplacement 𝑈 servent à décrire le mouvement de déplacement transversal. Pour y accéder, nous avons choisi comme nœuds représentatifs de chaque plan nodal, le nœud central où la charge hydrique est appliquée et, le nœud extrême situé à la frontière du modèle. Par exemple, les nœuds 126 et 150 sont les nœuds de description utilisés pour le plan nodal représenté par la surface supérieure.

L’observation faite dans la première remarque est une conséquence de la loi de dépendance qui lie la répartition des succions à celle des teneurs en eau. En effet, étant donné que les déformations de structure considérées, résultent en premier lieu des actions mécaniques de la succion dont les valeurs dépendent du degré d’humidification du milieu, le mode d’évolution des déplacements ne peut que refléter celui de la teneur en eau, quand on descend en profondeur (cf. partie III). Néanmoins, on peut se donner quelques ordres de grandeur de l’amplitude des déplacements latéraux u(cm) en fonction du temps t et, à différents niveaux de profondeur h (Tableau IV.2) Ainsi, d’après les calculs, tant que les contraintes mécaniques exercées par les succions évoluent au sein du sol, ce dernier subit un écartement qui s’amplifie en commençant par la couche en surface (Figure IV.10b). On peut alors s’attendre à ce que le mouvement continue jusqu’à l’obtention d’un état d’équilibre hydrique du sol (arrêt du processus d’infiltration) ou, jusqu’à la suppression des charges appliquées.

Déplacement vertical

La deuxième remarque peut relever du fait que dans l’ensemble des valeurs du déplacement latéral {u}, celles des nœuds centraux de chaque plan nodal (nœuds d’application de la charge hydrique) sont les plus élevées. L’effet mécanique de ces maxima de déplacement s’impose aux nœuds voisins, ce qui conduit à un déplacement en bloc des nœuds de chaque plan nodal. Dans ces conditions, les variations, en fonction du temps, des déplacements des nœuds situés à un même niveau de profondeur ne peuvent qu’être identiques.} du vecteur déplacement des nœuds du modèle, nous avons porté graphiquement celles des nœuds représentatifs de trois plans nodaux qui sont : le plan en surface et ceux situés à -40cm et -100cm de profondeur. Les tracés obtenus sont portés dans la figure IV.11a.

Ces profils de déplacement traduisent l’apparition d’un gonflement de la structure au niveau de la colonne des nœuds centraux où la charge hydrique est appliquée. L’égalité des variations de w à différentes profondeurs, que l’on observe sur les deux profils signifie que le mouvement déforme la structure en bloc sur toute son épaisseur. De même, on note que l’amplitude du gonflement croît en hauteur au fil du temps pour atteindre 5cm environ au bout de 12heures d’infiltration. de la colonne des nœuds centraux où la charge hydrique est appliquée. L’égalité des variations de w à différentes profondeurs, que l’on observe sur les deux profils signifie que le mouvement déforme la structure en bloc sur toute son épaisseur. De même, on note que l’amplitude du gonflement croît en hauteur au fil du temps pour atteindre 5cm environ au bout de 12heures d’infiltration. teneurs en eau dans le volume du sol, induit des mouvements d’étalement de la structure, aussi bien latéralement que verticalement. Et dans ces mouvements, on peut noter que la vitesse du mouvement de déplacement vertical est légèrement plus élevée que celle du mouvement latéral. Cette différence peut être attribuée à la contribution de la pesanteur.