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

Chapitre 3
Modélisation du comportement des fondations sur
semelle filante dans un massif de sol gonflant
3.1 Introduction
3.1 Introduction
3.2 Modèles mécaniques des fondations sur sols gonflants
3.3 Modèles de comportement des sols gonflants lors de la saturation
3.4 Module de réaction des sols gonflants
3.5 Particularités du comportement des fondations lors de l’humidification
différentielle des sols
3.6 Détermination des efforts internes dans une semelle filante lors de
l’humidification périphérique du sol gonflant à partir de la surface
3.7 Détermination des efforts internes dans une semelle filante lors de
l’humidification du sol gonflant au-dessous du centre de la fondation
3.8 Conclusions
Comme cela a déjà été indiqué plus haut, le gonflement ou le retrait des sols argileux
dépend des variations de la quantité d’eau qui se trouve dans le massif de sol.
Nous avons posé dans le chapitre 1 deux hypothèses principales qui expliquent le
mécanisme de pénétration de l’eau entre les particules du sol.
À la première hypothèse se rattache la théorie capillaire de Terzaghi, selon laquelle les
forces de tension superficielle qui agissent entre les parois capillaires des pores et l’eau,
forment des ménisques d’eau courbes, qui attirent les particules l’une contre l’autre et sont
concaves en direction des capillaires, tandis que des pressions capillaires négatives se
développent à l’intérieur du liquide (Philipponnat et Hubert, 2002). Le déplacement de
l’eau dans les capillaires sous l’effet de cette pression se poursuit jusqu’à ce que la
pression hydrostatique de la colonne de liquide soit égale à la valeur de la pression
capillaire. Lorsque le sol n’est pas saturé d’eau, le déplacement de l’eau se produit non
seulement sous l’action des forces capillaires mais aussi sous l’action des forces
osmotiques et d’adsorption, qui apparaissent dans les pores du sol.
Selon la seconde hypothèse, le gonflement du sol se produit du fait de la capacité des
particules d’argiles d’adsorber de l’eau, qui ne pénètre pas seulement dans l’espace
interparticulaire mais aussi à l’intérieur du réseau cristallin, dont la densité est supérieure à
la densité moyenne du sol.
La valeur de la déformation volumique du sol qui est produite par l’écartement mécanique
des particules argileuses dû à l’augmentation de l’épaisseur de l’enveloppe aqueuse est
directement liée au volume d’eau qui participe à ce processus. Cependant, la déformation
volumique du sol dépend non seulement de sa teneur en eau volumique, mais aussi de la
teneur en eau initiale et de la pression extérieure appliquée au sol.
Ceci étant, en règle générale, on étudie le problème unidimensionnel du gonflement des
sols gonflants, en faisant une série d’hypothèses. On admet que :
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