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INTRODUCTION GÉNÉRALE
Chapitre 1 :synthèse bibliographique sur les sols gonflants
1.1-introduction
1.2-microstructure des argiles
1.2.1- structure minéralogique des argiles
1.2.3- interactions physico-chimiques entre l’eau et l’argile
1.2.3.1- les différents types d’eau autour du feuillet
1.3.2- interactions eau-argile
1.2.4-les principales caractéristiques des minéraux argileux
1.2.4.1- densité de charge spécifique
1.2.4.2- la capacité de change cationique (CEC)
1.2.4.3- la surface spécifique
1.2.5- les principaux types d’argiles
1I.2.5.1- les kaolinites
1.2.5.2- les smectites
1.2.5.3- les illites
1.2.6- texture des argiles
1.2.7- Propriétés macroscopiques
1.3- mécanismes de gonflement des argiles
1.3.1- gonflements au sens physico-chimique
1.3.2- gonflements au sens mécanique
1.3.4- évolution de la structure des argiles en fonction de différentes sollicitations
1.3.4.1- influence d’une sollicitation hydrique : humidification
1.3.4.2- influence d’une sollicitation hydrique : dessiccat ion
1.3.4.3- influence d’une sollicitation mécanique
1.3.5-influence des caractéristiques physico-chimiques sur le gonflement dans les argiles
1.3.5.1- influence de la densité de charge surfacique des particules argileuses
1.3.5.2- influence de la capacité d’échange cat ionique et de la surface spécifique
1.3.5.3- influence des valences des cations
1.3.6- stabilisation des sols argileux
1.4- conclusion
Chapitre 2 : méthode de calcul de la fondation filante sur sol gonflant méthode analytique
2.1- introduction
2.2 – Modèles mécaniques des fondations sur sols gonflants
2.3- calcul des fondat ions filantes flexible sous l’action des sols gonflants
2.4- application
2.5- conclusion
Chapitre 3: présentation de plaxis
3.1- Le logiciel Plaxis, son originalité
3. 1.1- Introduction
3.1.2- Option par défaut, Solution approchée
3.2 – Les modèles de comportement de sol
3.2.1 – Contraintes totales, effect ives et pressions interstit ielles
3.2.2 – Comportement élasto-plast ique
3.2.3 – Modèle élastique linéaire
3.2.4 – Le modèle de Mohr-Coulomb.
3.2.5 – Modèle de sol avec écrouissage (Hardening Soil Model. H.S.M)
3.2.6 – Modèle pour sols « mous » (Soft Soil Model. S.S.M)
3.2.7 – Modèle pour sols mous avec effet du temps (Soft SoilCreepModel.SSCM)
3.3- Conclusion
Chapitre 4: présentation et interprétation des résultats obtenus par une Méthode numérique
4.1-Introduction
4.2-Définit ion des données
4.2.1-Hypothèses et géométrie
4.2.2-Caractérist iques des matériaux
4.2.3-Génération du maillage
4.2.4-Condit ions init iales
4.3-Procédure de calculs
4.4-Les principaux résultats
4.4.1-Résultats de la phase 1
4.4.2-Résultats de la phase 2
4.5-Comparaison entre les deux méthodes analyt ique et numérique
4.6-Conclusion
Chapitre 5 : Étude paramétrique
5.1-Introduction
5.2-Effet des paramètres de calculs
5.2.1-Maillage
5.2.2-Précision des calculs
5.3-Effet des paramètres géotechniques
5.3.1-Effet des paramètres du sol
5.3.1.1-Cohésion c
5.3.1.2-Angle de frottement υ
5.3.1.3-Module de Young E
5.3.1.4-Coefficient de Poisson ν
5.4- Conclusion
Conclusions et recommandations
Références Bibliographiques
Annexes
Résumé sur sols argileux gonflant
Chapitre 1: Synthèse bibliographique sur les sols gonflants
1.1. Introduction
Le terme d’argiles désigne non seulement une format ion rocheuse et la matière première qui en résulte et dont les caractéristiques sont présentées ci-après, mais il définit aussi un domaine granulométrique comprenant des particules minérales, dont le diamètre des grains est inférieur à deux micromètres (< 2 µm).
En tant que matière première brute, l’argile est donc un mélange de minéraux argileux et d’impuretés cristallines sous forme de débris rocheux de composition infiniment diverse.
L’intérêt accordé ces dernières années à l’étude des argiles par de nombreux laboratoires dans le monde se justifient par leur abondance dans la nature, l’importance des surfaces spécifiques qu’elles développent, la présence des charges électriques sur cette surface et surtout l’échange abilité des cations interfoliaires. Ces derniers, appelés aussi cations compensateurs, sont les principaux éléments responsables de l’hydratation, du gonflement, de la plasticité et de la thixotropie, et ils confèrent à ces argiles des propriétés hydrophiles (bouras.o,2003) [6].
Certains sols argileux changent de volume en fonction de leur teneur en eau et peuvent, de ce fait, créer des désordres dans les ouvrages géotechniques.
Le phénomène de gonflement dépend des caractéristiques minéralogiques du matériau argileux et de la nature de la solution d’hydratation. C’est pourquoi une description microscopique du phénomène est cruciale afin de bien comprendre le développement du gonflement.
nous présentons dans la première partie de ce chapitre une étude bibliographique sur la structure microscopique des argiles ainsi que sur les mécanismes microscopiques qui gouvernent leur comportement macroscopique. Nous donnons en premier lieu une analyse détaillée de la structure des argiles depuis le feuillet élémentaire jusqu’à l’échantillon en considérant, aux échelles intermédiaires, la particule et l’agrégat. Nous insistons sur le rôle très important du milieu dipolaire (eau) dans le comportement de ces matériaux par l’étude des interactions physicochimiques « fluide interstitiel – argile ». Nous exposons dans la deuxième partie les mécanismes de gonflement des argiles et les différents facteurs qui peuvent influencer le gonflement.
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