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C Cy yc cl le e p po os st tg gr ra ad de e: : G Gé éo ol lo og gi ie e A Ap pp

C Cy yc cl le e p po os st tg gr ra ad de e: : G Gé éo ol lo og gi ie e A Ap pp pl li iq qu ué ée e à à l l' 'I In ng gé én ni ie er ri ie e e et t à à l l' 'E En nv vi ir ro on nn ne em me en nt t Département de génie civil Laboratoire de mécanique des sols Michel Dysli 3ème édition, mai 1997 ÉCOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE B B2 2- -2 2: : M Mé éc ca an ni iq qu ue e d de es s s so ol ls s D Do oc cu um me en nt ts s d di is st tr ri ib bu ué és s Liste des documents Cycle postgrade : Géologie Appliquée à l'Ingénierie et à l'Environnement Module B2-2: Mécanique des sols M. Dysli mise à jour: 1997-05-30 Document No Titre - Buts du cours 1 Bibliographie 2 Discontinu - continu 3 Partie liquide 4 Livres et shaker 5 Reconnaissances géotechniques 6 Procédés de sondage en terrain meuble 7 Exemple d'un logging (géotechnique) de forage 8 Les trois éléments constitutifs d'un sol 9 Détermination masses volumiques et teneur en eau 10 Perte d'eau d'une argile (kaolinite) en fonction de la température 11a - c Symboles et terminologie, français, allemand et anglais 12 Les limites de consistance 12a Granulométrie par tamisage 12b Sédimentométrie 12c Uniformité et courbure de la granulométrie 13 Classification USCS en laboratoire 14 Exemples de courbes granulométriques de quelques sols types 15 Différences entre USCS Suisse et USCS ASTM (international) 16 Nomenclature des sols selon SN 670'010a 17a - b Classification USCS - méthode de chantier 18 Relations entre les principaux paramètres 19 Schéma des sols fins 20 Diverses formes de l'eau dans les sols non saturés 21 Degré de saturation et surconsolidation par dessiccation des sols au-dessus nappe 22 Frange de gel 23 Indice de gel de l'air FI, gonflement et diminution de la portance au dégel 23a Températures pendant un cycle de gel-dégel 24 Degré de gélivité des sols 25 Essais de compactage (Proctor) 25a Engins de compactage: compression et pétrissage 25b Engins de compactage: vibration 26 Portance, essais CBR et ME 27 Normes SN (Suisse), essais et divers relatif à la mécanique des sols 28 Contrainte totale et effective 29 Résistance au cisaillement 30 Comportement en contrainte - déformation 31 Lois classiques et réalité 32 Contraintes dues à la gravité sans nappe phréatique, sol horizontal 33 Contraintes dues à la gravité sans nappe phréatique, sol incliné 34 Contraintes dues à la gravité avec nappe phréatique 35 Les équations des contraintes et déformations 36 Principales lois constitutives 37 Solution des équations de contraintes et déformations 38 Allure du diagramme des contraintes verticales en fonction de la profondeur Cycle postgrade EPFL: Géologie appliquée à l'ingénierie et à l'environnement Liste des documents cours de mécanique des sols (suite) Document No Titre 39 Les deux méthodes de calcul d'une fondation avec rigidité 40 Poutre sur sol élastique (théorie du 1er ordre) : mise au point 41 Relation entre le module de réaction de l'essai et celui de la fondation 42 Comparaison des distributions des pressions de contact pour une même charge totale 43 Contraintes dues au poids propre du sol et contraintes dues aux surcharges 44 Massif plastifié : Mohr-Coulomb et von Mises 45 États limites pour un massif à surface horizontale 46 Etats limites pour un massif à surface inclinée 47 Chemins des contraintes dans diagramme p, q 48 Ordre de grandeur de quelques paramètres de résistance et de déformabilité des sols 49 Tassements des sols 50a Consolidation unidimensionnelle des sols 50b Consolidation unidimensionnelle des sols (suite) 51 Essai œdométrique standard (incrémental) 52 Diagramme œdométrique 53 Explication effet préconsolidation 54 Module œdométrique et indice de compression / gonflement 55 Exemple d'usage du diagramme œdométrique: décharge et charge en un point du sol 56 Exemple d'usage du diagramme œdométrique: contraintes et modules œdométriques à différentes profondeurs 56bis Autres essais de déformabilité 57 Relations entre les modules de déformation 58 Abaque de détermination de Eœd 59a Théorie de la consolidation unidimensionnelle, Principes 59b Théorie de la consolidation unidimensionnelle, Principes (suite) 60 Sols expansifs (gonflants) 61 Equation de la pression interstitielle de Skempton 62 Rupture d'un sol par cisaillement 63 Résistance de pic (de pointe) et résistance résiduelle 64 Essais de cisaillement Buts du cours Cycle postgrade : Géologie Appliquée à l'Ingénierie et à l'Environnement Module B2-2: Mécanique des sols M. Dysli Buts du cours de mécanique des sols : • Comprendre la mécanique des sols, • apprendre à s'en servir • et reconnaître ses points délicats. Et non pas : Apprendre des formules par coeur, formules que l'on peut trouver dans le cours polycopié ou dans les nombreux traités de mécanique des sols. Document No 1 Cycle postgrade : Géologie Appliquée à l'Ingénierie et à l'Environnement Module B2-2: Mécanique des sols M. Dysli Bibliographie 1. A acquérir (Vente des cours de l'EPFL) Recordon Ed. (1984). Technologie des sols. Cours polycopié EPFL. Recordon Ed. (1980). Mécanique des sols. Cours polycopié EPFL. 2. Acquisitions conseillées Dysli M. (1991). Le gel et son action sur les sols et les fondations. Compléments au traité de génie civil. Presses polytechniques et universitaires romandes. (Vente des cours EPFL). Holtz R. D., Kovacs W. D. (1991). Introduction à la géotechnique. Trad. J. Lafleur. Edition de l'Ecole Polytechnique de Montréal (existe aussi en anglais). Lang H-J., Huder J. (1982). Bodenmechanik und Grundbau. Springer Verlag. 3. Autres Filliat G. Ed. (1981). La pratique des sols et fondations. Editions du Moniteur, Paris. Hansbo S. (1994). Foundation Engineering. Dev. in Geot. Eng. Elsevier. Lambe T. W., Whitman R. V. (1979). Soil mechanics, SI version. Wiley & Sons Inc. Schlosser F. (1988). Eléments de mécanique des sols. Presses de l'Ecole nationale des Ponts et Chaussées, Paris. Terzaghi K., Peck R. B. (1965). Mécanique des sols appliquée aux travaux publics et au bâtiment. Dunod, Paris (existe aussi en anglais). Yong R. N., Warkentin B. P. (1975). Soil Properties and Behaviour. Elsevier Partie solide d'un sol = discontinu Pas de mécanique du discontinu utilisable en pratique donc : usage de la mécanique du continu avec notamment : • la théorie de l'élasticité, • la théorie de la plasticité. Cours du cycle postgrade requis préalablement : • Module B2-1 : Mécanique du solide Cours EPFL utiles (polycopiés) : • Prof. Frey : Mécanique des structures et solides I et II (1er et 2ème sem.) • Prof. Frey : Mécanique des structures et solides III (3ème sem.) • Prof. Meister : Mécanique I et II (1er et 2ème sem.) Rappel des principales hypothèses de la mécanique du continu : • Un élément de volume aussi petit que l'on veut présente des propriétés physiques semblables. • Un élément reste continu après déformation : σ σ = σx+σy+σz 3 εv = εx+εy+εz conséquence importante : • Conservation de l'énergie : σ ε εv σ1 εv1 σ dε = Travail = W > 0 ? ? W = 1 - 2ν εv E 3σ W = σ1 εv1 2 = 1-2ν E 3σ1 2 2 > 0 soit : ν < 0,5 très important en mécanique des sols Document No 2 Cycle postgrade : Géologie Appliquée à l'Ingénierie et à l'Environnement Module B2-2: Mécanique des sols M. Dysli Partie liquide d'un sol : usage de l'hydrostatique et de l'hydrodynamique Rappel des principales équations de l'hydraulique utilisées en mécanique des sols : h = charge hydraulique [m H2O) z = niveau vertical [m] p = pression [kPa = kN.m-2] γw = poids volumique de l'eau [kN.m-3] v = vitesse de l'eau [m.s-1] g = accélération de la pesanteur [m.s-2] Archimède : Poussée verticale = Volume immergé . γw Continuité : Masse eau entrante = masse eau sortante Bernoulli : (bilan énergétique) négligé en mécanique des sols h = p γw + z + v2 2g = constante A B v niveau arbitraire zB zA pA γw pB γw ∆h = perte de charge hA hB ∆s i = ∆h ∆s Darcy : v = k.i (Cours écoulements souterrains) k = perméabilité ou conductivité hydraulique [m.s-1] i = gradient hydraulique Cours du cycle postgrade requis préalablement : • Module B3-2 : Ecoulements souterrains Cours EPFL utiles (polycopiés, livre) : • Recordon : Ecoulements souterrains (4ème sem.) • Graf et Altinakar : Hydrodynamique (Eyrolles) Document No 3 Cycle postgrade : Géologie Appliquée à l'Ingénierie et à l'Environnement Module B2-2: Mécanique des sols M. Dysli PPR Mécanique du solide Mécanique des structures et solides I et II Mécanique des structures et solides III PPR Statique appliquée Mécanique I et II Eyrolles Hydrodynamique Hydraulique Ecoulements souterrains Mécanique des sols + Simplifications Interactions entre les phases = Phases = • solide • liquide (eau) • gaz (air) Document No 4 Cycle postgrade : Géologie Appliquée à l'Ingénierie et à l'Environnement Module B2-2: Mécanique des sols M. Dysli Document No 5 Cycle postgrade : Géologie Appliquée à l'Ingénierie et à l'Environnement Module uploads/Voyage/ mecanique-des-sols-gaie 1 .pdf