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

Les résultats du calcul du gonflement libre du sol et du soulèvement des fondations
pour différentes intensités du chargement sont présentés sur la figure 101.
Profondeur (m)
soulèvement ∆hg (cm)
0 10 20 30
0
1
2
3
4
100 kPa ∆hg (cm)
10 20
1
2
300 kPa
200 kPa
400 kPa
∆hg (cm) ∆hg (cm)
10
10 -10
3
3
3
3
a. b. c. d. e.
4
4
4
4
Figure 101. Soulèvement du sol et de la fondation lors de l’humidification d’un sol
gonflant
On voit sur la figure 101 que le gonflement libre du massif de sol homogène pour une
épaisseur de la zone active de ha = 4m est égal à ∆hg = 32,28 cm. La forme de la
courbe de gonflement en fonction de la profondeur est non linéaire avec une
réduction progressive du soulèvement des couches, qui tend vers zéro en
profondeur (figure 101a).
Lorsqu’une charge de σo = 100 kPa est appliquée par l’ouvrage à la fondation, la
forme de la courbe de gonflement se modifie tandis que l’amplitude du soulèvement
du sol et de la fondation est réduite à ∆hg = 16,1 cm (figure 101b).
Lorsque la charge due à l’ouvrage augmente jusqu’à 200 kPa, le processus de
soulèvement du sol se poursuit à cause du soulèvement des couches de sol situées
plus bas, où la pression σazi reste inférieure à la pression de gonflement σg par suite
de la diffusion des contraintes dans le massif de sol (figure 101c), mais l’amplitude
du soulèvement du sol devient sensiblement plus faible (∆hg = 6,36cm).
Lorsque la charge augmente jusqu’à σo = 300 kPa, le soulèvement du sol est réduit à
seulement ∆hg = 0,35 cm, c’est-à-dire qu’il est pratiquement nul, alors que le
gonflement des couches profondes du sol se prolonge (figure 101d).
Enfin, lorsque la charge atteint σo = 400 kPa, il se produit un tassement de la
fondation d’amplitude ∆hg = -6,15cm. Le sol tasse jusqu’à une profondeur voisine de
z = 1,5m (où ∆hg = 0), tandis que l’on observe encore en dessous de faibles
soulèvements du sol, qui tendent vers zéro à la limite inférieure de la zone active
(figure 101e).
Il résulte de ce qui précède que le comportement d’un sol gonflant lors de son
humidification est un processus complexe qui dépend des propriétés de gonflement
du sol, de la charge appliquée au sol de fondation et de la diffusion des contraintes
dans le sol. Dans les sols denses, qui se caractérisent par une plus grande
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1
2
1
2
1
2