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

Il existe en règle générale des charges électriques négatives sur la surface des
particules argileuses, qui sont dues à l’existence de valences non saturées libres
dans la couche superficielle d’ions qui constituent le réseau cristallin des particules
minérales. Au contact direct de la surface des particules, les dipôles d’eau sont
disposés de façon si dense que l’eau acquiert des propriétés semblables à celles
d’un corps solide. La formation de cette couche d’eau fortement liée s’accompagne
d’une production sensible de chaleur, ce qui indique la grande force des liens entre
les molécules d’eau et la surface des particules (Berezantsev et al., 1961).
Les ions de la seconde couche (appelée couche diffuse) sont maintenus de façon
moins forte par l’énergie superficielle des particules et possèdent une certaine
mobilité.
5.7 Succion et écoulement de l’eau dans les sols argileux
Dans le cas général, comme le note Mustafaev (1989), le processus de gonflement
qui se produit lors de l’humidification des sols combine deux processus non
stationnaires simultanés :
- le premier processus est caractérisé par l’absorption d’eau dans les pores du
sol et la modification des contraintes dans le squelette, selon la théorie
capillaire de Terzaghi. Dans ce processus, le début et la fin du gonflement
coïncident pratiquement avec le début et la fin de l’infiltration de l’eau dans le
sol. L’amplitude du gonflement du sol dû à l’écartement des particules d’argile
provoqué par l’augmentation de l’épaisseur des enveloppes hydratées est
directement liée au volume d’eau qui participe à ce processus ;
- le second processus correspond à la pénétration de l’eau à l’intérieur des
agrégats argileux.
Les résultats d’essais réalisés à l’œdomètre-perméamètre sont présentés dans ce
qui suit. La figure 140 montre les variations simultanées du gonflement du sol εg pour
σa = 4,4 kPa (poids du système de chargement de l’œdomètre) et d’un coefficient
noté k qui représente initialement le coefficient d’infiltration de l’eau dans le sol et
dans la partie finale de la courbe (après le point noté « fin du gonflement – fin de la
saturation ») le coefficient de perméabilité du sol saturé. Comme déjà indiqué dans la
section 5.4, ce coefficient est toujours calculé de la même façon, comme un
coefficient de perméabilité dans un essai de perméabilité à charge variable.
La valeur de k pendant la phase de saturation de l’essai décroît continûment entre
une valeur initiale de 4.10 -6 cm/s et une valeur finale de 6.10 -7 cm/s, à la fin de la
saturation de l’éprouvette. Le processus d’infiltration de l’eau dans le sol laisse alors
la place à un processus de filtration de l’eau dans le sol saturé.
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