problème remblais-sur-sols-compressibles-suj-2010
Contents
1. ct D et du rapport n D d du diam tre D de la zone d influence du drain au diam tre d du drain Pour ce calcul on a besoin du coefficient de consolidation radiale c du sol argileux que l on n a pu mesurer On sait toutefois que c est compris entre c et 50y C1 Calculer l espacement des drains maille triangulaire dans chacun de ces deux cas limites C c et c 50 C2 Quel sera au bout de six mois le degr de consolidation de la couche de 3 m d paisseur comprise entre la base des drains et la couche de graves On admettra pour ce calcul que la consolidation de cette couche est unidimensionnelle Courbe en pointill sur la figure 6 D Contr le de l efficacit des drains Le ma tre d uvre a d cid de r aliser le r seau de drains correspondant l hypoth se la plus optimiste c 5 c et de mettre en place des appareils de mesure pi zom tres et tassom tres pour contr ler le d roulement de la consolidation Au bout de trois mois il souhaite savoir si le r seau de drains est assez efficace ou s il faut rajouter des drains pour acc l rer la consolidation 5 6 La v rification sera effectu e en utilisant la m thode d Asaoka qui est d riv e de l expression analytique de la solution de la th orie de la consolidation radiale de Barron s t s _ exp e o s t est le tassement au temps t s est la valeur finale du tassement D est le diam tre de la zone d action cylindrique du drain n2. COLE NATIONALE DES PONTS ET CHAUSS ES Ann e 2009 2010 Mast re G nie Civil Europ en G otechnique Remblais sur sols compressibles tude d un remblai sur sols compressibles L am nagement d un terre plein a n cessit la construction en plusieurs tapes d un remblai de grande superficie reposant sur une forte paisseur de sols argileux compressibles Au cours de la construction une rupture s est produite dans le remblai Le ma tre d uvre a demand une tude compl mentaire afin de permettre l ach vement du chantier dans le d lai pr vu Vous tes charg de cette tude Votre travail comporte trois phases successives tude des informations disponibles afin d expliquer les causes de la rupture choix d une m thode d am lioration du sol de fondation et dimensionnement de la solution retenue contr le de l efficacit de la solution pour le compte de ma tre d uvre A Donn es g otechniques et description du site La coupe transversale du remblai et du sol de fondation dans la zone de la rupture est repr sent e sur la figure 1 Remblai 20m Surface de rupture Argile molle Graves Figure 1 Coupe transversale du remblai et du sol de fondation Les propri t s physiques et m caniques de l argile molle sont rassembl es dans le tableau 1 On admet que la compression secondaire ou fluage de l argile est n gligeable Le toit de la nappe se trouve la surface du terrain naturel et les pr
3. entre les deux valeurs lues dans les deux abaques Figure 5 Extraits des abaques de Pilot et Moreau 1973 pour les calculs de stabilit de remblais sur sols mous Remblai sans coh sion pente du talus 1 2 4 6 Degr de consolidation U ou U CO CET RNRRNNITITEE CL RSR EE FE RE HHIHSS RUE HHEN EE ET HH PRSE QT ssl 4 5 6 7 890 y NARNII Sd 7e b T Facteur temps T ou T Valeur du degr de consolidation U en fonction de n D d et T ct D dans le cas de la d formation uniforme E Valeur du degr de consolidation U en fonction de T c t H Figure 6 Abaque pour le calcul de la consolidation radiale C Am lioration du sol de fondation Des calculs de stabilit compl mentaires ont montr que l on pourrait construire le remblai par tapes jusqu l paisseur finale et dans le d lai pr vu condition d obtenir 80 de consolidation en 6 mois sous chaque charge La solution retenue consiste mettre en place sous le remblai des drains verticaux pr fabriqu s de 5 cm de diam tre quivalent sur les dix sept premiers m tres de la couche compressible On ne peut descendre jusqu au substratum perm able du fait de l existence des surpressions art siennes dans la couche de graves Pour d terminer l espacement des drains on utilise l abaque de Barron de la figure 6 Cet abaque donne les variations du degr de consolidation radiale U en fonction du facteur temps T
4. D d d est le diam tre quivalent du drain et n 3n 1 F nt re Les tassements correspondant une s rie de temps ti en progression arithm tique fs slt IAt 642 v rifient l quation de r currence du premier ordre S Bo P S 4 dont les coefficients d pendent de s et de c D F n Bo s 1 B 7 8C At Inf D F n On peut d terminer ces deux coefficients en repr sentant les tassements s sur un graphique Si1 Si et en tra ant une droite par ces points En pratique S est d termin directement par l intersection de la droite avec la bissectrice des axes et B4 permet de calculer c D1 Appliquer cette m thode d analyse aux r sultats des mesures donn s dans le tableau 2 Calculer s et de C D2 Faut il augmenter le nombre des drains ou bien obtiendra t on 80 de consolidation au bout de six mois avec le r seau existant Tableau 2 Tassements au cours du temps de la couche d argile molle 17 m Temps j 0 10 30 50 70 90 Tassement m O 020 048 072 092 110 L origine des temps correspond l ex cution des drains Les tassements sont mesur s partir de l ex cution des drains L paisseur du remblai est rest e constante pendant toute la p riode de mesure 6 6
5. en B5 V rifier la compatibilit des valeurs de la coh sion non drain e mesur e apr s la rupture figure 3a et des surpressions interstitielles juste avant le rechargement du remblai qui a provoqu la rupture figure 3b 10 Mesure apr s X la rupture 20 x d z m a Coh sion non drain e apr s la rupture b Pressions interstitielles sous 3 m de remblai Figure 3 R sultats des mesures r alis es sous le remblai B6 V rifier en assimilant le sol une couche d argile molle homog ne de 10 m d paisseur les dix m tres sup rieurs que la stabilit du remblai n tait pas assur e pour des paisseurs de remblai sup rieures 3 m On utilisera les abaques de la figure 5 Coefficient correcteur u 1 2 0 8 0 6 0 20 40 60 80 100 120 Indice de plasticit lp Figure 4 Coefficient correcteur lp appliqu la coh sion non drain e mesur e au scissom tre de chantier pour les calculs de stabilit des remblais sur sols mous 3 6 EE i ET 0 3 0 5 1 0 1 5 2 0 Mode d emploi 1 Calculer la valeur de N cu yH correspondant aux donn es du cas tudi Soit N cette valeur Choisir les deux abaques dont les N encadrent la valeur de N4 2 Lire sur chaque abaque la valeur du coefficient de s curit F qui correspond la valeur du rapport g om trique D H et la valeur de l angle de frottement interne du remblai p Le coefficient de s curit F associ N est interpol
6. essions interstitielles ont une distribution hydrostatique Les variations de la coh sion non drain e mesur e au scissom tre de chantier sur l paisseur de la couche d argile molle sont repr sent es sur la figure 2 Les caract ristiques m caniques du mat riau de remblai sont y 20 kKN m 0 et p 35 degr s 1 6 Tableau 1 Propri t s physiques et m caniques de l argile molle ACy A Profondeur Couche Sp 0e ne EP labo ee Prat elite res Comm m re ue or 0 m os 2107 nc normalement consolid Coh sion non drain e 0 10 20 Cu kPa Profondeur z m Figure 2 Variation de la coh sion non drain e de l argile molle avec la profondeur Le projet pr voit de mettre en place 5 5 m de remblai pour obtenir apr s tassement de l argile une plate forme la cote 3m par rapport au terrain naturel La rupture a eu lieu un an apr s le d but du remblaiement L paisseur du remblai tait alors de 3m et l on tait en train de mettre en place 1m de remblai suppl mentaire Des pi zom tres ont t plac s 2 m 5 m 10 m et 15 m de profondeur sous le remblai afin de suivre la dissipation des surpressions interstitielles Des tassom tres de surface permettent de suivre les tassements de la couche d argile B tude des informations disponibles et analyse de la rupture B1 Repr senter sur un graphique les variations des contraintes avec la profondeur dans la couche argil
7. euse avant la construction du remblai contrainte totale verticale pression interstitielle contrainte effective verticale d apr s les donn es du tableau 1 B2 V rifier avec les donn es du tableau 1 que l paisseur du remblai calcul e dans le projet 5 5 m permet effectivement d obtenir en fin de consolidation du sol un tassement de 2 5 m et une plate forme la cote 3 m On n gligera dans ce calcul l effet de l enfoncement d une partie du remblai dans la nappe phr atique B3 Peu apr s les d sordres observ s dans le remblai un pi zom tre a t plac dans la couche perm able de graves qui est situ e sous la couche argileuse Ce pi zom tre indique une pression interstitielle de 240kPa niveau art sien 2 6 Repr senter graphiquement la distribution d quilibre r elle non hydrostatique des pressions interstitielles dans la couche argileuse ainsi que la distribution finale des contraintes effectives verticales D duire de la figure 2 la valeur du gradient moyen Ac Ac Montrer que ce gradient d augmentation de la coh sion non drain e est gal ce que l on peut d duire de la variation des contraintes effectives et de la valeur de su Ac Ao d termin e en laboratoire et donn e dans le tableau 1 On admettra que le sol est normalement consolid dans les couches lI IV de la figure 2 B4 Calculer l paisseur de remblai mettre r ellement en place compte tenu de l existence du niveau art si
Download Pdf Manuals
Related Search