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

pas été assez étudiée et le comportement des sols gonflants sous des pressions
supérieures à la pression de gonflement σg a fait l’objet de peu de commentaires.
Cependant, la détermination de la valeur des déformations des sols argileux à l’état saturé
sur toute l’épaisseur de la zone active en tenant compte de la pression appliquée par
l’ouvrage (σa = ∆σv + γz) et des gonflements et tassements du sol est très importante et
même indispensable.
3.4 Module de réaction des sols gonflants
Le calcul des fondations superficielles reposant sur des sols argileux gonflants en utilisant
le modèle des déformations locales du sol (modèle de Winkler) est lié à la détermination
du module de réaction du sol saturé.
Dans ce modèle, la réaction du sol de fondation est directement proportionnelle à son
tassement au point d’application de la charge q(x) :
q ( x)
= b k s(
x)
(3.25)
avec b – largeur de la fondation, k – module de réaction du sol (kPa/m), s(x) tassement du
sol à la distance x de l’origine des coordonnées.
L’analyse des modèles de calcul existants pour les fondations assimilables à des poutres
(Shakhirev et al., 1997) a montré que le modèle existant le mieux adapté et le plus
pratique est le modèle des déformations locales. On peut en trouver confirmation dans le
fait que ce modèle a été utilisé dans de nombreux pays pour le calcul des poutres sur
appui élastique, de préférence aux autres modèles disponibles.
L’hypothèse des déformations locales ne permet pas de tenir d’une éventuelle diffusion
des contraintes dans le sol, malgré le formalisme apparent de l’équation (3.25), mais elle
donne dans de nombreux cas des résultats positifs. D’ailleurs, dans la comparaison du
modèle du demi-espace à déformations linéaires avec le modèle des déformation locales
de Winkler-Zimmermann, on peut reprocher au modèle de Winkler de ne pas permettre de
diffusion des contraintes dans le massif de sol mais, d’un autre côté, les capacités de
diffusion du modèle de milieu continu correspondent si peu aux sols réels que cet
avantage apparent peut se transformer dans beaucoup de cas en handicap.
Le modèle des déformations locales permet de tenir compte de discontinuités du sol de
fondation dans la mesure où il ne représente pas le massif de fondation mais seulement
sa surface de contact avec la fondation.
Le paramètre physique principal du modèle des déformations locales est le module de
réaction, qui relie la réaction du sol q(x) à son tassement s(x). C’est pourquoi la
détermination fiable de ce paramètre pour décrire l’interaction de la surface de la poutre
avec un sol saturé et gonflant est décisive pour la pratique de l’élaboration des projets.
Sazhin (1969) présente un modèle de sol gonflant constitué de ressorts précomprimés par
la charge appliquée. Pour les faibles valeurs de la charge appliquée au sol, l’auteur
recommande de déterminer la valeur de la déformation verticale du sol lors du gonflement
au moyen de la formule :
g a
s
σ − σ
= (3.26)
k
où σg est la pression de gonflement du sol et σa la pression externe pour laquelle on
détermine le soulèvement du sol de fondation, k est un coefficient de proportionnalité
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