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

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pour β = 20 degrés
pour β = 40 degrés
Figure 97. Variation du rapport ξ = ∫∆σzyx (ao,bo, z1) / ∫∆σzyx (ao,bo=∞, z1) en fonction
du rapport bo/ao des côtés d’une semelle rectangulaire
4.5 Calcul des contraintes sous une semelle carrée en tenant
compte de la plastification du sol
L’application traditionnelle de la théorie d’élasticité pour le calcul des tassements des
fondations ne reflète pas toujours les principaux aspects des phénomènes physiques
qui ont lieu dans les sols réels.
La description détaillée de tous les phénomènes qui interviennent dans la déformation
des sols dans un cadre mathématique rigoureux est très compliquée et reste un objet de
recherche. L’utilisation de solutions simplifiées est donc inévitable, car elles permettent
de tenir compte des facteurs les plus importants et peuvent être validées par les
observations faites sur les chantiers et sur les ouvrages. La recherche de solutions plus
proches et plus simples, décrivant le mécanisme de transmission de la charge appliquée
par les ouvrages sur le sol de fondation, n’est donc pas fortuite.
Par d’exemple, les travaux de Shakhirev et al. (1975) sur la base de la méthode
variationnelle de Vlasov et al. (1960) analysent l’action d’une charge concentrée
appliquée au sein d’un volume fini du sol. Par la suite, leurs solutions ont été utilisées
par Ratkevich (1976) dans sa thèse. Ce dernier a confirmé expérimentalement les
hypothèses principales de ce modèle du calcul et montré que la zone de déformation
du sol n’est pas infinie, mais qu’elle a une frontière de dimension finie.
Puisque le sol est un milieu discret dont les particules sont liées les unes aux autres par
des liaisons structurelles rigides, on peut définir dans le sol la frontière où les
contraintes ne provoquent pratiquement aucun déplacement relatif des particules de
ce sol, et considérer que les variations de contraintes y sont négligeables.
Il est à noter que l’angle de frottement interne varie dans un large intervalle entre 87
degrés pour les sols rocheux (basalte, granite, quartzite, etc.) possédant des propriétés
de corps solide et 7 à 9 degrés pour les sols lâches et saturés possédant de faibles
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