Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Pierre DELAGE : Professeur à l’École nationale des ponts et chaussées (ENPC) - Directeur de recherche au Centre d’enseignement et de recherche en mécanique des sols (CERMES)
-
Yu‐Jun CUI : Directeur de recherche au Centre d’enseignement et de recherche en mécanique des sols (CERMES)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les déformations et la résistance d’un sol non saturé dépendent, d’une part, de la nature minéralogique des particules qui constituent le squelette du sol et, d’autre part, de l’état du sol (porosité, degré de saturation, pressions de l’eau, pression du gaz, contraintes dues à la pesanteur et aux charges extérieures). La description du comportement mécanique sous forme d’une relation entre les charges (contraintes, pressions d’eau et de gaz) et la déformation du sol s’appuie sur des essais où l’on peut contrôler séparément les contraintes et la succion (voir article L’eau dans les sols non saturés « L’eau dans les sols non saturés »). Ces techniques d’essais, dérivées des appareils utilisés pour les études classiques de comportement des sols (articles Déformabilité des sols. Tassements. Consolidation « Compressibilité. Consolidation. Tassement » et Résistance au cisaillement « Résistance au cisaillement »), sont traitées dans la première partie de cet article. Les caractéristiques principales du comportement des sols non saturés (aspects volumiques et résistance au cisaillement) sont ensuite décrites à la lumière des résultats des essais, après une analyse du cadre d’interprétation des résultats (contraintes effectives ou variables indépendantes). La troisième partie présente la formulation analytique de lois de comportement adaptées aux connaissances actuelles sur le comportement des sols non saturés.
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Conclusion3. Modèles de comportement
3.1 Généralités
La complexité du comportement des sols non saturés et, en particulier, les difficultés à rendre compte de façon intégrée du mécanisme de diminution de volume irréversible lors d’un remouillage sous contrainte constante (effondrement), a longtemps différé la mise au point de modèles de comportement. Ceci rappelle qu’il est important, dans une modélisation, d’assurer une bonne adéquation entre la complexité du modèle choisi et le problème à régler, afin d’éviter, quand cela est possible, d’être confronté à l’utilisation de modèles très complexes pour des problèmes relativement simples. Dans le cas des sols non saturés, on verra l’intérêt de modèles élastiques, non forcément linéaires, pour des situations de chargement monotones, comme par exemple la construction d’un barrage ou d’un remblai en sol compacté.
Théoriquement, dans l’hypothèse d’un comportement isotrope, trois variables suffisent pour définir l’état d’un sol saturé : la pression moyenne effective p ′, le déviateur q et un paramètre de volume, par exemple le volume spécifique v :
avec :
- e :
- indice des vides.
Pour les sols non saturés, ce nombre de variables d’état s’élève à 5, avec en plus la succion s et un paramètre décrivant la quantité d’eau contenue, qui ne peut plus se déduire du volume total, par exemple le volume spécifique d’eau vw :
Ainsi, un modèle complet pour les sols non saturés doit comprendre les trois éléments suivants :
-
relation contrainte-déformation ;
-
relation exprimant la variation du volume d’eau (vw ou w ou Sr ) ;
-
critère de rupture.
Un...
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Modèles de comportement
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AHMED (S.), LOVELL (C.W.), DIAMOND (S.) - Pore sizes and strenght of compacted clay - . J. of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, vol. 100 (GT4), p. 407-425 (1974).
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(2) - ASSOULINE (S.), TESSIER (D.), BRUAND (A.) - A conceptual model of the water retention curve - . Water Ressources Research 34 (2), p. 223-231 (1998).
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(3) - BEAR (J.) - Dynamics of fluids in porous media - . Elsevier, Amsterdam (1969).
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(4) - BIAREZ (J.), FLEUREAU (J.M.), ZERHOUNI (M.I.), SOEPANDJI (B.S.) - Variations de volume des sols argileux lors de cycles drainage-humidification - . Revue française de Géotechnique 41, p. 63-71 (1987).
-
(5) - BLACK (W.P.M.) - A method for estimating the California Bearing Ratio of cohesive soils from plasticity data - . Géotechnique 12, p. 271-282 (1962).
-
(6) - CHANDLER (R.J.), GUTIERREZ (C.I.) - The...
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