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

La comparaison des résultats des calculs de Mustafaev (1989) et de ceux de Lytton et
Meyer (1971) représentés sur la figure 57 montre qu’il y a dans tous les cas un
décollement partiel de la poutre et du sol. Mais il y a aussi des différences importantes,
bien que les équations différentielles soient identiques. Ainsi, chez Lytton et Meyer, dans
le cas de l’humidification périphérique, la pression de gonflement du sol est maximale aux
extrémités de la poutre (figure 57a), tandis qu’elle vaut zéro chez Mustafaev (figure 74e).
À notre avis, le contact entre la surface inférieure de la fondation ou de la poutre et le sol
est toujours maintenu, que le sol se trouve dans son état naturel ou soit en cours de
gonflement, uniforme ou non uniforme. Du fait de l’augmentation de sa teneur en eau, le
sol devient de plus en plus plastique et déformable et il remplit tous les vides qui
pourraient apparaître entre la surface du sol et la poutre fléchie. Nous considérons donc
que le principe de la continuité des déformations du sol et de la fondation est aussi
applicable aux sols gonflants.
Nous admettons qu’en cas de gonflement partiel, le sol ne peut développer totalement sa
pression de gonflement maximale sous la poutre parce que le gonflement dépend du
temps et que, en dehors de la zone active, il reste encore du sol à l’état naturel qui réagit
classiquement à la charge appliquée par la poutre (figures 69, 70, 71).
Dans mesure où, en cas de gonflement partiel, l’intégrale de la pression de gonflement
dans la zone active est inférieure à la charge due au poids du bâtiment, il n’est pas
possible qu’un vide se crée entre la fondation et le sol dans la zone active ni en dehors. Et
tant que le sol ne se sera pas totalement saturé, la réaction du sol à l’état naturel existera
dans la zone active et en dehors.
Ceci étant, la distribution de la pression de contact de la poutre et du sol le long de la
poutre est inconnue. Mais, dans la mesure où l’augmentation de la pression de gonflement
sous la poutre joue le rôle majeur dans ce processus et où elle peut être déduite des
conditions physiques et des propriétés rhéologiques du sol, on peut admettre pour
simplifier les calculs et sans commettre d’erreur importante que la partie résiduelle de la
réaction du sol naturel est répartie uniformément le long de la poutre.
L’analyse des solutions existantes pour la poutre sur appui élastique continu permet de se
convaincre que l’hypothèse d’une distribution uniforme de la réaction du sol le long de la
poutre est parfaitement admissible pour la pratique.
La figure 76a montre la distribution des réactions du sol sous une poutre infiniment rigide,
soumise à une charge uniforme, calculée par la méthode de Zhemochkin (Zhemochkin et
Sinitsyn, 1947, 1962). La figure 76b montre la distribution des réactions du sol sous la
même poutre chargée par une force concentrée. Les forces externes q et N et les
réactions qr du sol sont données sous forme adimensionnelle (Manuel du projeteur, 1973).
On peut voir que les distributions des réactions du sol sont pratiquement identiques dans
les deux cas, car la poutre infiniment rigide assure dans les deux cas une répartition des
charges proche d’une distribution uniforme.
Dans le cas d’une poutre flexible de 14 m de longueur, soumise à une charge uniforme qa,
et à un système de forces et moments concentrés N et M, calculée comme système
mécanique tridimensionnel par la méthode de Gorbunov-Posadov (1953) (figure 77), on
peut aussi se convaincre que la forme de la réaction du sol sous la poutre diffère peu de
celle représentée sur la figure 76 (Tsytovich et al., 1959).
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