Numéro |
Rev. Fr. Geotech.
Numéro 114, 2006
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Page(s) | 3 - 32 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/geotech/2006114003 | |
Publié en ligne | 9 octobre 2017 |
L’usage des modules de déformation en géotechnique
Use of deformation moduli in geotechnical practice
Ingénieur ESTP HDR de l’université de Caen, France.
L’auteur examine en détail la notion de module et l’usage qui en est fait dans le génie civil et tout particulièrement en géotechnique. Après un rappel élémentaire du comportement élastique et des essais initiaux en ayant permis l’étude, la réalité du comportement est décrite dans les deux domaines : celui du cisaillement (ou déviatorique), et celui de la compression (ou sphérique) dans les conditions de drainage ou non-drainage du sol. Les différents essais développés pour caractériser les massifs sont décrits, de même que les liens existant entre les divers paramètres de déformation en résultant. Trois types de problèmes très courants sont ensuite exposés, auxquels l’auteur a été confronté.
1) Tout d’abord, celui des tassements verticaux sous fondations superficielles et sous charge de très grande dimension. Est réaffirmée la pertinence, pour les sols peu compressibles, de l’approche pressiométrique pour les fondations superficielles de dimensions transversales modérées, de même que celle d’une approche élastique à partir du module cyclique issu de l’essai pressiométrique. Il est proposé un facteur correctif, non validé, dans l’approche élastique lorsque les dimensions, à la fois transversale et longitudinale, deviennent importantes.
2) Puis, celui des tassements des sols compressibles sous charges de très grande étendue où l’approche pressiométrique s’avère inadaptée et optimiste, ainsi que source possible d’erreurs graves, même si l’on propose d’en améliorer la formulation. La méthode œdométrique reste la seule manière correcte d’appréhender le problème. En revanche, pour les autres sols où la consolidation est très faible, il est proposé de modifier, en les diminuant fortement, les coefficients a de la théorie pressiométrique afin de rendre plus réalistes les valeurs pessimistes de tassement auxquels les errements pressiométriques actuels mènent.
Dans les deux situations, de sols très compressibles ou peu compressibles, les évaluations optimistes ou pessimistes des tassements peuvent conduire à un sous-dimensionnement ou à un surdimensionnement des ouvrages géotechniques à concevoir.
3) Enfin, celui des déformées latérales des pieux ou des soutènements souples avec, pour ces derniers, des exigences très contraignantes, en zone urbaine par exemple. L’appréciation des mouvements, souvent imposés, nécessite une amélioration permanente des modèles de comportement du sol, accompagnée d’observations indispensables au calage de ceux-ci et au choix des valeurs pertinentes des « modules de déformation » à y entrer.
Le cas des tunnels, soutènements particuliers, n’est pas examiné ici. Le rôle du module y est certes important, mais vis-à-vis des déformations à venir, l’état initial des contraintes naturelles au repos dans le massif avant creusement, par le biais du coefficient K0, peut s’avérer plus important encore. Le choix de la valeur de K0 comme celle du module est donc indispensable.
Enfin, l’auteur s’est beaucoup attaché à rappeler les domaines d’utilisation respectifs de deux essais fondamentaux utilisés en France, l’œdomètre et l’essai pressiométrique.
Abstract
The author describes the different existing tests and methods to determine the deformation moduli of a material. At first, the elastic linear isotropic material is examinated. Then, the description of soil, of his behaviour and the great difference with the elastic solid, bring to relate in detail the diversified types and natures of tests which give varying deformation characteristics whose complex relations are explained.
The everyday geotechnical deformation problems are afterwards reviewed :
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the calculation of shallow settlement with pressuremeter theory and elasticity theory. It is showed how conciliate the two approaches with using the pressuremeter test ;
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the settlement calculation, under wide extent loads, of soft compressible soils for which the only oedometric method is valid ; the pressuremeter method, as showed with examples, is inadequate ;
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finally, the lateral deformations of diaphragm walls, for which the choice of moduli from pressuremeter tests, in finite elements methods, require to much increase the [math] values, as yet esteemed.
Mots clés : module / élasticité / sol / tassement / fondation superficielle / essai triaxial / œdomètre / essai de plaque / pressiomètre / essai dynamique
Key words: modulus / elasticity / soil / settlement / shallow foundation / triaxial test / oedometer / plate bearing test / pressuremeter / dynamic test
© CFMS-CFGI-CFMR-CFG 2006
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