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5 rue Laromiguière, 75005 Paris
www.dunod.comISBN 978-2-10-072047-7
Illustration de couverture : Road Damaged by Landslide © Yali Shi - Fotolia P00I-0IV-9782100720477.indd 422/04/2015 16:17:37 "LIVRE" - 2015/4/24 - 14:45 - page V - #5Table des matières
CHAPITRE 1 IDENTIFICATION DES SOLS
1.1 Description d"un sol1
1.2 Classification des sols5
EXERCICES7
SOLUTIONS12
CHAPITRE 2 HYDRAULIQUE DES SOLS
2.1 Écoulements en un milieu granulaire21
2.2 Hydraulique des puits24
EXERCICES30
SOLUTIONS38
CHAPITRE 3 ÉTATS DE CONTRAINTE DANS LES SOLS3.1 Contraintes totales et effectives51
3.2 Influence du chargement56
EXERCICES58
SOLUTIONS65
CHAPITRE 4 RÉSISTANCE AU CISAILLEMENT
4.1 Élastoplasticité77
4.2 Essais de laboratoire83
4.3 Essaisin situ87
EXERCICES93
SOLUTIONS101
CHAPITRE 5 TASSEMENTS
5.1 Consolidation117
5.2 Compressibilité122
EXERCICES126
SOLUTIONS133
"LIVRE" - 2015/4/24 - 14:45 - page VI - #6VIGéotechnique
CHAPITRE 6 SOUTÈNEMENT
6.1 Types d"ouvrages de soutènement151
6.2 États limites152
6.3 Murs-poids155
6.4 Rideaux157
EXERCICES160
SOLUTIONS165
CHAPITRE 7 PENTE ET TALUS
7.1 Mouvements de terrains173
7.2 Calcul de stabilité174
EXERCICES178
SOLUTIONS183
CHAPITRE 8 FONDATIONS
8.1 Technologie de fondations196
8.2 Méthodes de calcul198
EXERCICES215
SOLUTIONS225
ANNEXES
A. Distribution de contraintes dans un massif - abaques239B. Coefficient de consolidation241
C. Coefficient de poussée/butée243
INDEX245
"LIVRE" - 2015/4/24 - 14:45 - page VII - #7Avant-propos
L"étude des sols est un point-clé des projets de construction. Les travaux associés présentent un coût important, et les risques engendrés en cas de problèmes peuventêtre conséquents.
La mécanique des sols est une science complexe nécessitant de bonnes connais- sances théoriques et pratiques. La diversité des situations, des phénomènes, et la variabilité des paramètres peuvent effrayer l"étudiant. L"acquisition de méthodes de raisonnement dans la résolution d"exercices appliqués confèrera une efcacité et une adaptabilité face aux problématiques rencontrées. Ce livre d"exercices corrigés s"adresse aux étudiants préparant leur BTS, DUT, licence, master et diplôme d"ingénieur. Il est adapté à la préparation des concours d"entrée en école d"ingénieurs, et des concours de recrutement des professeurs (agrégation, CAPET, etc.).Trois niveaux de difcultés sont proposés :
: socle de connaissances. : connaissances approfondies (à partir de bac+2). : connaissances avancées (master, cycle avancé d"école d"ingénieurs, CAPET, agrégation). À chaque début de chapitre, des rappels de cours permettront d"avoir une synthèse des différentes méthodologies, des notations et des conventions utilisées. Ces rappels se limitent à l"essentiel et il est conseillé de se munir de ses cours et éventuellement d"un ouvrage de référence adapté au niveau d"étude. "LIVRE" - 2015/4/24 - 14:45 - page VIII - #8VIIIGéotechnique
Les résolutions omettent volontairement des cas particuliers et certaines étapes normatives parfois lourdes an de se focaliser sur la démarche et les méthodes de calcul. Néanmoins, les exercices ont été traités dans le cadre de l"Eurocode 7 et des normes d"application en vigueur. Le chapitreIdentification des solsest essentiel pour définir les caractéristiques de base d"un sol. Les exercices visent à familiariser l"étudiant avec ces nombreux paramètres, et à comprendre leurs intérêts dans des applications concrètes. Le chapitreHydraulique des solstraite de cas concrets en lien avec les mouvements d"eau dans les aquifères, tels que l"exploitation d"un réseau d"écoulement, l"évalua- tion d"un débit de pompage ou d"un rabattement de nappe. Le chapitreÉtats de contrainte dans les solsprésente des exercices permettant de déterminer en tout point d"un massif, et en fonction des charges appliquées, la distribution des contraintes totales et effectives. Le chapitreRésistance au cisaillements"intéresse aux problèmes de rupture des sols, essentiels pour aborder l"étude du comportement des ouvrages. De nombreux exercices exploitent des résultats d"essaisin situet de laboratoire. Le chapitreTassementspermettra à l"étudiant d"estimer, par différentes méthodes, les valeurs des tassements, globaux ou différentiels, en fonction du temps. Les derniers chapitresSoutènement,Pente et talusetFondationsprésentent de nom- breux problèmes en lien avec l"interaction sol/structure. Les calculs de résistance des matériaux structuraux ne seront pas traités. Des exercices supplémentaires sont également téléchargeables sur : "LIVRE" - 2015/4/24 - 14:45 - page 1 - #9Chapitre1
Identication des sols
1.1 DESCRIPTION D"UN SOL
1.1.1. Un milieu triphasique
Un sol est défini par trois phases : gazeuse, liquide et solide (cf. figure 1.1). À partir des proportions volumiques et pondérales, on dénit des paramètres géométriques et hydriques tels que :Porosité :n=
V v V Degré de saturation :S
r V w V v Indice des vides :e=
V v V s Teneur en eau (pondérale) :w=
W w W s Indice de compacité :I
d e max -e e max -e min Avece max indice des vides correspondant au sol dans son état le plus lâche, ete min dans son état le plus dense. "LIVRE" - 2015/4/24 - 14:45 - page 2 - #10 21Identification des sols
Gaz (air)
W W S w 0 w d satReprsentation simplifie des 3 phases
FIGURE1.1Description d"un sol - États de saturation Un sol est caractérisé également par différents poids volumiques : apparent :γ= W V du squelette :γ
s W s V s sec :γ
d W s V de l"eau :γ
w W w V w "LIVRE" - 2015/4/24 - 14:45 - page 3 - #111.1Description d"un sol3
déjaugé :γ
sat w D"après la figure 1.1, le poids volumique apparentγest égal àγ d pour un sol sec, à sat pour un sol saturé, et àγ h (pour " humide ») dans les autres cas.1.1.2. Granulométrie
La distribution dimensionnelle des grains des sols (granularité) peut être appréciée en laboratoire en construisant la courbe granulométrique (cf. gure 1.2). Cette courbe, utilisée pour les classications des sols, représente les pourcentages de tamisats cumulés en fonction de l"ouverture des tamis. On appelletamisat, la masse de matériau passant à travers un tamis donné, etrefusla masse de matériau retenue par ce tamis. La somme des tamisats et des refus cumulés donne toujours la masse total du matériau testé. Pour les sols très ns pour lesquels le tamisage n"est pas possible, la granulométrie est déterminée par sédimentométrie. 0 1 FIGURE1.2Courbes granulométriques de six sols différentsLe coefficient d"uniformité (ou de Hazen)C
u et le coefficient de courbureC c per- mettent d"apprécier la forme de la courbe granulométrique (cf. gure 1.3) : C u D 60quotesdbs_dbs22.pdfusesText_28