interactions des fondations et des sols gonflants : pathologie ... - Pastel

fondation). Ce processus peut se prolonger jusqu’à ce que l’humidification du sol sous la
fondation soit terminée et que le sol sec ait été totalement remplacé par du sol saturé.
Dans cette situation finale, les efforts internes supplémentaires (moment fléchissant et
effort tranchant) et les déformations de flexion deviennent nuls car les déformations
s’uniformisent et le soulèvement du bâtiment devient égal à une certaine valeur sg.
Ce mécanisme de comportement du sol gonflant sous une semelle filante est illustré par
les figures 69, 70 et 71, où la pression σa appliquée par le bâtiment et la réaction du sol
(σr+σg) sont représentées par la charge répartie qa et la réaction répartie (qr+qg) sous une
forme plus pratique pour le calcul des fondations sur appui élastique. Ces figures montrent
que la pression de gonflement localisée vient en déduction de la réaction initiale du sol,
que l’on continue par simplification de supposer également répartie sous la base de la
fondation.
Le schéma de calcul adopté est très simple car, dans la réalité, la charge externe est
habituellement constituée de forces concentrées, de moments et de charges réparties.
Toutefois, cela n’a pas d’influence sur le mécanisme de transformation du sol sec en sol
saturé et ce modèle est tout à fait suffisant pour comprendre le processus de
développement du gonflement du sol sous une semelle filante au cours du temps.
La figure 69 montre le cas particulier du gonflement du sol lorsqu’il est humidifié sous le
centre d’une semelle filante soumise à une charge uniformément répartie.
Avant le début de l’humidification du sol, conformément à la théorie des déformations
locales, la charge externe qa due à l’ouvrage provoque une réaction qr du sol qui est aussi
uniformément répartie sur la fondation, mais de signe opposé (Figure 69a).
Par suite de l’humidification du sol sous le centre de la fondation, le sol gonfle, ce qui crée
une charge supplémentaire qg non linéaire et limitée à la largeur 2a de la zone active
(Figure 69b).
Dans ce cas, la réaction globale du sol Q q x dx diminue de la quantité
Q
ou
q
=
∫
L1+
2a
L1
q
∫
∫
g
L
0
L
0
( x)
q
dx
( )
et la condition d’équilibre s’écrit sous la forme :
L
L1+
2a
( x)
dx = q ( x)
dx + q ( x)
∫
0
r
∫
L1
g
r
∫
= L
q dx
(3.46)
L1+
2a
[ ( x)
− q ( x)
] dx = q ( x)
q
r
∫
q dx . (3.47)
L1
g
Lorsque la durée d’humidification augmente, la zone active du sol gonflant s’étend à la
surface de contact avec la semelle de fondation et la valeur globale de Qr diminue de plus
en plus (Figure 69c).
Si la pression de gonflement σg (pour sg=0) est supérieure à la pression σa due à
l’ouvrage, c’est-à-dire σg > σa, la fondation sera soulevée de façon non uniforme en
fonction de la vitesse de progression de la pression de gonflement σgt(x) le long de la
poutre. Mais lorsque le sol sera totalement saturé, la déformation de gonflement
s’égalisera progressivement et finalement atteindra une valeur constante sg sur toute la
longueur de la poutre et l’équilibre sera réalisé sous la condition σg = σa.
100
0
r