Mini-projet Mécasol L3GC

Université du Havre- UFR ST- Licence 3 SPI Génie Civil- S . Taibi ; JM. Kanema

Mini-projet de Mécanique des sols 2 2014-2015

Problème 1 On se propose d’étudier un ouvrage constitué d’un remblai (sable propre) retenu par un mur de soutènement reposant sur une couche d’argile de 6m d’épaisseur et dont les caractéristiques sont données sur la figure 1. 1- Etude du remblai (en l’absence du mur) a) Déterminer pour la couche d’argile : d’argile : - L’indice des vides - Les paramètres de résistance au cisaillement (C et ) à court terme et à long terme. On dispose pour cela de la valeur de la résistance à la compression simple Rc=120 kPa et de résultats de deux essais triaxiaux : L’un Consolidé Drainé (CD), (’3=40 kPa, ’1=140 kPa à la rupture), et l’autre Consolidé Non Drainé (CU) avec mesure de la pression interstitielle (3=240 kPa, 1=560 kPa et u=80 kPa à la rupture). b) Etude du tassement de la couche d’argile Le remblai de sable transmet uniformément dans toute la couche d’argile une contrainte verticale due à son poids. Déterminer : - L’état de consolidation de la couche d’argile avant l’édification du remblai. - Le tassement final de la couche d’argile après d’argile après la mise en place du remblai - Le tassement obtenu un an après la mise en place du remblai. 2- Etude du tassement du mur -

Calculer le tassement final du mur (indépendamment du remblai).

Figure 1

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3- Etude de la stabilité du talus de déblai On s’intéresse à la stabilité du talus le long de la droite XY. a) En définissant le coefficient de sécurité F comme le rapport du cisaillement maximum au cisaillement mobilisé le long de XY, soit :  

 

Calculer sa valeur à court terme. b) Déterminer le diagramme des pressions interstitielles sur XY résultant, à long terme, de l’écoulement dont le réseau est représenté sur la figure 2. c)

En déduire le coefficient de sécurité à long terme.

d) Calculer et tracer le diagramme des sous-pressions s’appliquant sous le mur. Commentaires.

Figure 2

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Problème 2

Des désordres ont été observés sur une route en bas d’une colline. La reconnaissance géotechnique du glissement de terrain a comporté une visite du site, un forage de reconnaissance, des essais de laboratoire, la pose de tubes inclinométriques et la pose de piézomètres. L’objet de cette étude est d’analyser la stabilité du versant puis de dimensionner un dispositif de stabilisation. La figure 1 montre une coupe du glissement dans le sens de la pente. 1- Analyse des observations faites sur le site La surface de glissement représentée sur la figure 1 a été déduite des mesures inclinométriques effectuées dans les tubes I1 et I2, en tenant compte des fissures d’arrachement observées au sommet du glissement et du bourrelet visible en contre bas de la route. Cette surface coïncide avec le contact d’une couche superficielle de matériaux d’éboulis, de 5m d’épaisseur (comptée perpendiculairement à la surface du terrain naturel) et d’un substratum plus résistant. Le poids volumique des éboulis est égal à 18 kN/m 3. On admet qu’il ne dépend pas de la position de la nappe dans le sol. Les piézomètres indiquent un écoulement parallèle à la pente, dont la surface libre est liée à la profondeur z (verticale) par rapport à la surface du terrain naturel. (profondeur de la nappe z w par rapport à la surface du sol) 1.a- Calculer en fonction de z w, en supposant la pente infinie, la valeur de la contrainte totale normale, de la pression interstitielle et de la contrainte effective normale sur une facette parallèle à la pente au point P de la ligne de glissement. 1.b- Donner l’expression du coefficient de sécurité Fs ( en supposant la pente infinie) en fonction de z w, du poids volumique du sol, de l’angle de frottement et de la cohésion mobilisables sur la surface de glissement. 1.c- La figure 2 montre l’évolution en fonction du temps des déplacements y de la tête de l’inclinomètre I1 et de la pression interstitielle up mesurée sur la surface à la rupture. Pour quel niveau z w de la nappe observe-t-on un déclenchement des mouvements de la pente ?

1.d- La reconnaissance géologique a permis de mettre en évidence que les mouvements observés correspondent à la réactivation d’un glissement ancien, et que les caractéristiques de résistance au cisaillement mobilisables sur la surface de glissement sont les caractéristiques résiduelles du matériau C’ R et ’R. En supposant C’ R =0, ce qui est en accord avec les observations courantes sur les glissements anciens, calculer la valeur de l’angle de frottement résiduel ’R qui permet d’expliquer la rupture.

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Figure 2a- Déplacement observé (tête de l’inclinomètre I1)

Figure 2b- Pression interstitielle sur la surface de rupture

2- Stabilisation du glissement Comme le montre clairement la figure 2, l’influence de la prof ondeur de la nappe est le facteur déclenchant des mouvements. On décide donc d’étudier une solution de drainage. Pour ce type de solution, on admet en général qu’un gain de sécurité de 30% (Fs=1,3) est suffisant pour stabiliser le glissement. Calculer la profondeur à laquelle il convient de rabattre la nappe pour assurer la stabilité du versant. Quelles dispositions peut-on prendre pour réaliser ce rabattement ?

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Problème 3

On construit rapidement, sans précautions particulières, un remblai en tête d'une pente. Constitué de matériaux divers de poids volumique moyen γ = 20 kN/m3, il atteint la hauteur de 4 mètres, lorsque se développe une rupture profonde (voir figure ci-dessous). a) Quelle est la cohésion à court terme du matériau, en supposant qu'il est homogène ? b) Quelle était le coefficient de sécurité du talus seul à court terme ?

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