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Session automne 2013 CTN504 – MÉCANIQUE DES SOLS 1 Responsable(s) du cours : Ya

Session automne 2013 CTN504 – MÉCANIQUE DES SOLS 1 Responsable(s) du cours : Yannic Ethier Crédits : 4 CTN504 MÉCANIQUE DES SOLS Préalable(s) : Profil A: CTN104, CTN308, CTN426 Profil B : CTN104, CTN308, CTN426 Profil C : CTN308, CTN426 PLAN DE COURS – SESSION AUTOMNE 2013 1. Coordonnées de l’enseignant Groupe 01: Yannic Ethier (Yannic.Ethier@etsmtl.ca) Groupe 02: Jean-Philippe Roy(Jean-Philippe.Roy@etsmtl.ca) Groupe 03: Jean-Philippe Roy(Jean-Philippe.Roy@etsmtl.ca) 2. Descriptif officiel du cours À la suite de ce cours, l’étudiant sera en mesure : d’expliquer les processus mécaniques et hydrauliques ayant lieu dans les sols et de les interpréter dans un cadre d’application géotechnique; de mesurer les paramètres pertinents à la quantification des processus mécaniques et hydrauliques dans les sols et d’utiliser ces paramètres dans la conception des aspects géotechniques des ouvrages de génie; d’organiser et analyser les données expérimentales et analytiques sur les processus mécaniques et hydrauliques dans les sols afin d’en déduire leur qualité comme matériau géotechnique pour le support et la construction d’ouvrage de génie; de synthétiser cette information et produire une étude géotechnique. Composition et formation des sols. Identification, description et classification des sols et des roches. Reconnaissance des sols. Compactage. Conductivité hydraulique et écoulement souterrain. Contraintes totales et effectives et distribution des contraintes. Consolidation et tassement. Résistance au cisaillement. Analyse et interprétation des rapports géotechniques. Essais en laboratoire et exercices reliés à des applications pratiques avec utilisation de l'informatique. Précision sur les préalables - Ils sont spécifiques à certains profils : Profils A et B : CTN104 Éléments de matériaux de construction + CTN308 Résistance des matériaux + CTN426 Hydraulique et hydrologie Profil C : CTN308 Résistance des matériaux + CTN426 Hydraulique et hydrologie École de technologie supérieure Département de génie de la construction Session automne 2013 CTN504 – MÉCANIQUE DES SOLS 2 3. Objectifs spécifiques du cours Ce cours prépare le futur diplômé à assimiler les notions fondamentales de la mécanique des sols et de l’hydraulique souterraine. Ces notions lui permettront de réaliser des études géotechniques relatives à divers types de projets tels que les édifices, les ponts, les routes, les barrages, etc. La compréhension des propriétés physiques et mécaniques des sols, la réalisation et l'interprétation des essais de laboratoire, la capacité d'acquérir et d'utiliser les données géotechniques et la compréhension des calculs et hypothèses des modèles théoriques de la mécanique des sols sont les principaux objectifs de ce cours. 4. Stratégies pédagogiques utilisées  39 heures de cours magistral (trois (3) heures par semaine) comportant des périodes de questions, de discussion et d'études de cas;  travaux pratiques en laboratoire par les étudiants, leur permettant de prendre un contact physique avec divers types de sols, de réaliser des essais courants de comportement mécanique et de perméabilité et de présenter les résultats en des rapports écrits;  évaluation intra-trimestrielle et un examen final permettant aux étudiants de prendre connaissance de leurs progrès et de leur réussite;  incitation au recours à des ouvrages de référence disponibles à la bibliothèque de l'École ou ailleurs. 5. Contenu du cours La matière de ce cours, subdivisée en groupes de sujets, est présentée dans l'ordre chronologique suivant qui pourrait être modifié sans préavis pendant le déroulement du cours (les durées indiquées sont approximatives) : Contenus traités dans le cours Heures Introduction, règlements concernant les travaux pratiques, formation des groupes de travail. Révision des définitions de base, des relations masse-volume, de la granularité, de la consistance et la plasticité des sols, des méthodes de classification. 6h Minéralogie des argiles, cohésion, structure des sols, méthodes de reconnaissance géotechniques 3h Compactage et remblais 3h Hydraulique souterraine : perméabilité, contraintes totales et effectives, charge et gradient hydrauliques, nappe phréatique, pressions hydrostatiques; écoulements souterrains, puits et piézomètres, contrôle des écoulements et filtres. 7h30 Calcul des pressions dues à des charges, théories de Boussinesq et de Westergaard, abaques; consolidation des sols : changement d'indice des vides sous contrainte, calcul des tassements finaux, consolidation normale, préconsolidation, compression secondaire. 6h Consolidation des sols : courbes de temps, calcul du temps de consolidation, 3h Session automne 2013 CTN504 – MÉCANIQUE DES SOLS 3 application de la théorie au préchargement. Étude de l'état de contrainte, cercle de Mohr; résistance au cisaillement : sols pulvérulents et sols cohérents, états-limites, théorie de Mohr-Coulomb. 3h Mesures de la résistance au cisaillement, effet de la consolidation sur la résistance, essais triaxiaux, utilisation des paramètres, notions de court terme et de long terme. 3h Introduction à la capacité portante. 3h Introduction au problème de liquéfaction. 1h30 Total 39 6. Laboratoires ou travaux pratiques Description Heures Labo 1. Granulométrie et sédimentométrie 3 Labo 2. Limites de consistance et sensibilité des argiles 3 Labo 3. Compactage 3 Labo 4. Consolidation en oedomètre 3 Labo 5. Cisaillement direct 3 Labo 6. Perméabilité 3 TP 1. Exercices sur relations de phase 3 TP 2. Exercices sur classification et compactage 3 TP 3. Exercices sur hydraulique souterraine, réseau d’écoulement, containtes 3 TP 4. Exercices sur répartition des contraintes 3 TP 5. Exercices sur capacité portante 3 TP 6. Révision, surtout temps de consolidation, cercle Mohr, contraintes 3 Total 36 7. Utilisation d’outils d’ingénierie Des chiffriers de type Excel pourront être utilisés pour la compilation des essais en laboratoire, notamment pour les essais de granulométrie, de sédimentométrie, de compactage, de consolidation et de cisaillement direct. La mise en graphique des résultats du laboratoire pourra s’effectuer avec des outils informatiques. 8. Évaluation La note globale est la résultante des évaluations durant le trimestre, de l'examen final et des travaux pratiques, selon les pondérations suivantes : Activité Description % Examen durant le trimestre 1 examen intra 30 Devoirs 1 ou 2 devoirs 5 Projet Rapport géotechnique basé sur les essais en laboratoire Version pour commentaires : 5 %, rapport final : 20 % 25 Examen final 1 examen final 40 Une moyenne de 50 % au cumulatif des examens est nécessaire pour la réussite du cours. Session automne 2013 CTN504 – MÉCANIQUE DES SOLS 4 Retard de remise d’un travail Tout retard devra préalablement faire l’objet d’une entente écrite avec l’enseignant qui pourra appliquer une pénalité selon les cas. Utilisation d’appareils électroniques Une calculatrice sans possibilité de communication est permise aux examens. Aucun appareil avec possibilité de communication n’est permis durant les examens. 9. Documentation obligatoire Holtz, R. D. et Kovacs, W. D., 1991, Introduction à la géotechnique, traduit par J. Lafleur, Éditions de l'École polytechnique de Montréal, 808 p., ISBN 2-553-00222-3. CTN504 Mécanique des sols. Notes de cours, à télécharger avant les cours. 10. Ouvrages de référence Bowles, Joseph E., 1984, Physical and Geotechnical Properties of Soils. McGraw-Hill, 2nd edition, 578p. Coduto, D.P., Yeung, M.-c. R., Kitch, W.A. 1999, Geotechnical Engineering: Principles and Practices, 2nd edition, Prentice-Hall Inc., 794p. Holtz, R.D., Kovacs, W.D., Sheahan, T.C., 2011, An Introduction to Geotechnical Engineering, 2nd edition, Pearson, 853 p (version plus récente et disponible en anglais seulement qui peut remplacer le premier ouvrage obligatoire, au choix). Lambe, T. W. & Whitman, R. V., 1979. Soil Mechanics. John Wiley & Sons, 553 p. Leonards, G.A., 1968, Les Fondations (traduction de "Foundation Engineering". McGraw- Hill New York 1962 par un groupe d'ingénieurs des Laboratoires des Ponts et Chaussées). Dunod, Paris, 1106 p. McCarthy, D.F., 2007, Essentials of Soil Mechanics and Foundations. 7th edition, Prentice-Hall Inc., 850p. Mitchell, J.K., Soga, K., 2005. Fundamentals of Soil Behavior, 3rd ed., John Wiley & Sons inc., New York, 592p. Peck, R. B., Hanson, W.E., Thornburn, T. H., 1974, Foundation Engineering. John Wiley & Sons Inc., New York, 514 p. Prest, V.K., Hode-Keyser, J., 1973, Géologie des dépôts meubles - Ile de Montréal, Étude 75- 27, Commission géologique du Canada, Ministère de l'énergie, des mines et des ressources, Canada, 1973. Sanglerat, G., Olivari, G. et Cambou, B., 1981. Problèmes pratiques de mécanique des sols et de fondations. Dunod, Paris, 2 volumes, 326 p. et 272 p. Sarsby, R., 2000, Environmental Geotechnics. Thomas Telford Ltd., 584 p. Société canadienne de géotechnique, 2013, Manuel canadien d’ingénierie des fondations, 4e édition, BiTech Publishers Ltd, Canada. Session automne 2013 CTN504 – MÉCANIQUE DES SOLS 5 Terzaghi, K., Peck, R.B. & Mesri, G., 1996, Soil Mechanics in Engineering Practice. 3rd edition, John Wiley & Sons Inc., New York, 566 p. Session automne 2013 CTN504 – MÉCANIQUE DES SOLS 6 CTN504 – MÉCANIQUE DES SOLS ANNEXE I 1. Caractéristiques du cours  Responsable(s) du cours : Yannic Ethier  Coordonnées de l’enseignant : Groupe 01: Yannic Ethier (Yannic.Ethier@etsmtl.ca) Groupe 02: Jean-philippe Roy (Jean-Philippe.Roy@etsmtl.ca) Groupe 03: Jean-Philippe Roy (Jean-Philippe.Roy@etsmtl.ca)  Préalables : Profil AU: CTN104, CTN308, CTN426 Profil B : CTN104, CTN308, CTN426 Profil C : CTN308, CTN426  Crédits : 4 2. Descriptif officiel du cours À la suite de ce cours, l’étudiant sera en mesure : d’expliquer les processus mécaniques et hydrauliques ayant lieu dans les sols et de les interpréter dans un cadre d’application géotechnique; de mesurer les paramètres pertinents à la quantification des processus mécaniques et hydrauliques dans les sols et d’utiliser ces paramètres dans la conception des aspects géotechniques des ouvrages de génie; d’organiser et analyser les données expérimentales et analytiques sur les processus mécaniques et uploads/Ingenierie_Lourd/ ctn504-pdf.pdf