Stabilité des talus : 2. Déblais et remblais

Pression interstitielle de fin de chantier
pour une/argile normalement consolidée
" ( A = 1 )
„_ Pression interstitieJle de fin de chantier
pour une argile surcansolidée (A=0)
Fig. 2.
a) Variations de la pression interstitielle dans un talus de déblai.
b) Evolution de la pression interstitielle en fonction du temps.
c) Modifications du coefficient de sécurité pendant et après les travaux (d'après
A. W. Bishop et L. Bjerrum. 1960).
D'après cela, A. W. Bishop et L. Bjerrum formulaient, en
1960, le premier mécanisme expliquant les ruptures différées
dans les argiles. Le piézomètre fictif de la figure 2 a
donne les valeurs de la pression interstitielle u au point P
pour les trois états différents : avant travaux (nappe
phréatique initiale), fin de chantier dans le cas d'une argile
normalement consolidée (A = 1) et dans le cas d'une argile
surconsolidée (A = 0) et pour le régime permanent à long
terme. La pression interstitielle, immédiatement après les
travaux, est plus faible que celle qui règne lors de l'équilibre
ultime, le rééquilibrage de u dans le temps (fig. 2b)
conduit à une réduction de la résistance au cisaillement
due à la diminution des contraintes effectives. Ainsi, le
« long terme » correspond à un coefficient de sécurité plus
faible qu'à «court terme» (fig. 2c). Le délai couvrant le
régime transitoire est lié à la vitesse de gonflement du
matériau et à sa perméabilité.
Dans la mesure où, pour un programme de type éléments
finis, par exemple, on calcule, en tout point, les variations
des contraintes Acr, et Ao- 3 (ou Ao-* et Ao-«) il est théoriquement
possible, connaissant A (ou fi) de calculer en chaque
point la variation de pression AM correspondante. Cela
autoriserait à effectuer un calcul en contraintes effectives,
pour un sol peu perméable dans l'état de «fin de chantier».
En réalité, cela n'est pas possible actuellement car,
lors du creusement et pendant le régime transitoire, le
Fig. 3. — Dissipation théorique de la diminution de pression interstitielle.
a) Le point M situé à 3 m de profondeur sous le déblai subit un gonflement dû au
déchargement h et une diminution AH de pression interstitielle.
b) Isochrones théoriques de la variation de pression
interstitielle Au, pour une loi de dissipation
identique à la loi de consolidation de
Terzaghi avec un coefficient de gonflement cs (analogue au coefficient de consolidation cv) de 3-10 3
cm /s. On remarque que pour
1=9 ans, au point M subsiste encore 50% de
la variation initiale Au.
interstitielle
^ temps
mécanisme est plus complexe : ces coefficients A ou fi
varient avec l'état de contraintes, l'orientation des contraintes
est modifiée (ce qui est impossible à simuler au
triaxial), de plus, il faudrait pouvoir tenir compte des
variations des conditions hydrauliques aux limites pendant
et après les travaux. Les programmes disponibles ne
permettent pas, pour le moment, ce genre de calculs.
Pour les matériaux perméables, la question du «court
terme» ne se pose pas, les pressions interstitielles s'adaptent
immédiatement aux conditions aux limites. Pour un
sol peu perméable, il convient de choisir si tel problème
doit être traité à «court terme» ou à «long terme»; il
importe donc de pouvoir estimer le temps de réajustement
des pressions interstitielles entre la fin de chantier et le
régime permanent. Eu égard aux très faibles perméabilités
des sols fins, théoriquement cette période peut durer très
longtemps. Ainsi, en supposant que la variation de pression
interstitielle suit une loi identique à la consolidation
unidimensionnelle de Terzaghi, pour une couche d'argile
uniforme ayant un coefficient de gonflement c,* =
1 m 2
/an (environ 3 • 10 3
cm 2
/s), la figure 3 donne les
variations de Au dans le temps. Le point M situé à 3 m de
* Le coefficient de gonflement c g est analogue au coefficient de
consolidation c v mais pour le cas d'un déchargement.
(a)
Terrain naturel avant travaux
////ni / / / / A
xxxxxxxxxxxxx cxxxxxx;
Profondeur du terrassement-, h
d'où le déchargement en M
au temps t:o qui entraine une
— augmentation de la pression
interst it telle : Au s Y h
Hauteur de la couche d'argile
après travaux : H: 30 m
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