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)
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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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Modèles de comportement2. Comportement mécanique
2.1 Généralités
Les premiers auteurs abordant la mécanique des sols non saturés ont tenté d’adapter aux sols non saturés le concept de contrainte effective. Ce point a fait l’objet d’intenses discussions dans les années 1960, au cours desquelles a été également développée une approche basée sur l’utilisation de deux variables de contraintes indépendantes.
HAUT DE PAGE2.2 Contraintes effectives ou variables indépendantes
2.2.1 Hypothèse des contraintes effectives en sol non saturé
Bishop et Blight [68] reprennent la définition de Terzaghi en exprimant que « la contrainte effective est une fonction de la contrainte totale et de la pression interstitielle de l’eau, qui contrôle les effets mécaniques dus à une modification de l’état de contrainte auquel est soumis un élément de sol ». Les effets d’une telle modification peuvent se mesurer par le biais des variations de volume ou de la résistance au cisaillement du sol. On a donc :
Dans le cas des sols saturés, l’expression bien connue de la contrainte effective est interprétée classiquement par la figure 7, où l’on représente une facette du milieu biphasique caractéristique d’un sol granulaire.
Dans ce cas, la grandeur physique u est une contrainte neutre, qui agit dans l’eau et le solide avec la même intensité, dans toutes les directions. La figure 7 illustre l’additivité de la contrainte intergranulaire et de la pression interstitielle. On a :
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Comportement mécanique
BIBLIOGRAPHIE
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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).
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(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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L’eau dans les sols non saturés
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Compressibilité. Consolidation. Tassement
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