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

En France, l’essai de plaque est effectué au moyen d’une plaque circulaire rigide de
diamètre b = 0,75m, chargée sous 100 kPa pendant 30 secondes et la mesure du
chargement est effectuée sur un seul cycle de chargement de la plaque.
Dans le cas le plus fréquent d’une plaque rigide, on se reporte, pour apprécier la validité
du module de réaction, à l’équation de Boussinesq (1885), qui fournit, pour un milieu
élastique, une relation entre k et E :
2E
k = (3.34)
2
πR(
1−
ν )
où R est le rayon de la plaque, E le module d’élasticité et ν le coefficient de Poisson.
Le coefficient de Poisson ν varie de 0,2 à 0,3 (en moyenne 0,25), de sorte que cette
relation peut encore s’écrire (Filliat et al., 1981 ; Cassan, 1978) :
E
k = . (3.35)
1,
5 R
Il existe d’autres moyens de détermination du module de réaction du sol. Par exemple,
Vesic (1961) recommande de déterminer le module de réaction du sol à partir des
résultats d’essais triaxiaux. D’après sa méthode, on détermine d’abord un indicateur de
rigidité relative du sol et du matériau de la fondation :
E
b
E
α = 0,
6512
4
S
EFIF
S , 2
1−
ν
(3.36)
puis on en déduit la valeur du module de réaction k :
k
b
α
= , (3.37)
où ES et EF sont les modules de déformation du sol et du matériau de la fondation,
respectivement et IF est le moment d’inertie de la fondation.
4
ESb
Sachant que la valeur de l’expression 0, 6512
est voisine de 1, l’expression de la
E I
formule (3.37) peut être simplifiée en une formule analogue à celle de (3.34) :
E
k = (3.38)
2 ( 1−
ν )b
Les modules de réaction du sol obtenus par les méthodes et formules décrites ci-dessus
diffèrent sensiblement les uns des autres. Cependant, comme le note Mustafaev (1989),
une erreur de 100% ou même 200% sur la détermination du module de réaction du sol
produit une variation de seulement 15 à 25% des efforts dans la fondation.
3.5 Particularités du comportement des fondations lors de
l’humidification différentielle des sols
L’élaboration d’un modèle de calcul de l’interaction de la structure d’une fondation avec le
sol support argileux, qui se déforme pendant le processus d’humidification et de
gonflement de l’argile, nécessite de résoudre le problème de la déformation simultanée de
la fondation et du sol, dont la surface prend une forme courbe lors du gonflement. Ce
problème est encore compliqué par le fait que la prévision de la position de la source
d’humidification du sol est très difficile, car elle a un caractère accidentel dans la majorité
des cas.
C’est pourquoi, lors de l’établissement du modèle de calcul du comportement de la
fondation sur sol gonflant, il est nécessaire de partir du mécanisme probable de
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