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

Niveau initial de la base
de la fondation
a. b. c.
Figure 12. Trois comportements types de fondation superficielle sur un massif de sol
gonflant
a. charge inférieure à la pression de gonflement et contrainte verticale partout
inférieure à la pression de gonflement ;
b. charge supérieure à la pression de gonflement mais contrainte verticale
inférieure à la pression de gonflement à partir d’une certaine profondeur ;
c. charge supérieure à la pression de gonflement et contrainte verticale partout
supérieure à la pression de gonflement.
Sous l’effet des forces intermoléculaires (électrostatiques, de dispersion et
d’induction) l’eau est adsorbée sur la surface de contact des phases solide et liquide
et il se forme une couche hydratée d’eau fortement liée qui diminue l’énergie libre de
la surface. Les molécules d’eau, qui sont des dipôles, se lient tant aux ions du
réseau cristallin qu’aux ions d’échange de charge positive disposés sur la surface
des particules d’argile.
Les premières couches de molécules d’eau s’orientent autour de la surface chargée
négativement des particules et créent leur champ de forces propre, qui a une charge
analogue à la charge de la particule minérale et qui attire aussi les molécules d’eau
vers la couche hydratée, en formant une couche diffuse d’eau faiblement liée.
Les couches hydratée et diffuse d’eau fortement et faiblement liée cherchent à
séparer les particules du sol en exerçant sur elles des efforts. Par suite, le massif de
sol augmente de volume (gonfle).
Lors du gonflement, interviennent non seulement les molécules d’eau, mais aussi les
cations d’échange, qui peuvent aussi attirer l’eau. De plus, les cations libres peuvent
attirer aussi des molécules d’eau pour former autour d’eux une enveloppe hydratée.
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