PLAN DE COURS Mécanique des sols - · PDF file1.0 Introduction de la mécanique des sols et exemples de quelques problèmes pratiques

MONCTON, le 11 janvier 2016

PLAN DE COURS

Mécanique des sols GCIV 3420

PRÉALABLES : GCIV 2210 et GCIV 3410, SUBSÉQUENTS : GCIV 4430, GCIV 5410

CONCOMITANT : Aucun

Professeur Paul Chiasson, ing., Ph.D. Bureau : 119G2

HORAIRE DU COURS Théorie : Lundi, 10 h à 11 h 15 (147G2) et jeudi 8 h 30 à 9 h 45 (147G2) Labo. : Selon l’horaire établi pour le groupe par le registraire, CTSS 122

Exercices : Quelques séances selon le plan de cours, jeudi, 16 h, salle 147G2

HEURES DE CONSULTATION Mardi14 h à 17 h, Vendredi 13 h 30 à 16 h 30

Hiver 2016

Plan de cours : GCIV 3420 Mécanique des sols Page 2 de 12

TABLE DES MATIÈRES

DESCRIPTION ................................................................................................................................... 3

QUALITÉS DU BCAPG ...................................................................................................................... 3

OBJECTIFS GÉNÉRAUX ..................................................................................................................... 3

OBJECTIFS SPÉCIFIQUES .................................................................................................................. 3

DÉTAILS DU CONTENU .................................................................................................................... 4

SÉANCES DE LABORATOIRE ............................................................................................................. 5

MÉTHODES D’APPRENTISSAGE ....................................................................................................... 5

RESSOURCES EN LIGNE (http://www8.umoncton.ca/umcm-chiasson_paul/) .............................. 6

ÉVALUATION ET EXIGENCES............................................................................................................ 6

AUTRES RENSEIGNEMENTS COMPLÉMENTAIRES........................................................................... 7

RESSOURCES ET/OU MATÉRIEL :..................................................................................................... 8

PROGRAMMATION DU COURS ....................................................................................................... 9

CONSIGNES GÉNÉRALES DU LABORATOIRE .................................................................................. 11

ANNEXE : BARÈME POUR LA CORRECTION DU FRANÇAIS DANS LES TRAVAUX ÉCRITS ............... 12


CRÉDITS (heures cours – heures labo) : 3 (3-2)

DESCRIPTION Problèmes de sols en génie civil ; caractéristiques physiques des sols et compactage ; caractéristiques hydrauliques des sols : perméabilité et écoulements souterrains ; calculs pratiques des tassements. Compressibilité et théorie de la consolidation ; résistance au cisaillement. Applications.

QUALITÉS DU BCAPG1 Les qualités suivantes seront développées ou renforcées et seront évaluées dans le cadre de ce cours :

1. Connaissance en génie 2. Analyse de problèmes 3. Investigation 7. Communication 12. Apprentissage continu

OBJECTIFS GÉNÉRAUX • Maîtriser les outils de description des sols ; • Développer la capacité d’expliquer et d’analyser le comportement des sols afin

de les utiliser comme matériau de construction et de concevoir et réaliser des fondations, murs de soutènement, tunnels, et autres ouvrages de génie civil

OBJECTIFS SPÉCIFIQUES À la fin de ce cours, vous pourrez :

• Déterminer les propriétés physiques et la texture des sols à partir de mesures expérimentales ;

• Classifier les sols et déterminer leur classe de comportement ; • Déterminer l’efficacité du compactage pour divers sols et évaluer les conditions

optimales d’amélioration ; • Évaluer expérimentalement la conductivité hydraulique des sols ; • Calculer la pression et le débit d’écoulement d’un fluide (eau) dans un sol ; • Calculer la contrainte totale due au poids des terres ; • Évaluer la contrainte effective dans un terrain avec ou sans écoulement et

déterminer le potentiel à la condition de boulance (sable mouvant) ; • Évaluer l’accroissement de contrainte produit par l’application de diverses formes

de surcharge ; • Mesurer et caractériser la compressibilité des sols ; • Calculer le tassement d’un terrain et prédire son développement dans le temps ; • Déterminer la résistance au cisaillement des sols ; • Mesurer expérimentalement la résistance au cisaillement d’un sol.

1 Bureau canadien d’agrément des programmes de génie


DÉTAILS DU CONTENU 1.0 Introduction de la mécanique des sols et exemples de quelques problèmes

pratiques 2.0 Caractéristiques physiques des sols

Propriétés physiques, texture, granulométrie, forme géométrique, consistance

3.0 Identification et classification des sols Méthode visuelle, Méthodes unifiée (USCS) et AASHTO

4.0 Minéraux argileux et structure des sols Minéralogie de l’argile, interaction eau-argile, structure géométrique des sols

5.0 Compaction Définitions et théorie, propriétés et structures des sols cohérents compactés, essais de laboratoire, critère de contrôle de la qualité, équipements

6.0 Caractéristiques hydrauliques des sols Loi de Darcy, mesure de la conductivité hydraulique, facteurs influençant la conductivité hydraulique, écoulement unidimensionnel, écoulement général, calcul de la pression interstitielle, de la contrainte totale et de la contrainte effective, postulat de Terzaghi, boulance, conception des filtres

7.0 Action de l’eau dans les sols Capillarité, cohésion apparente, retrait, gonflement, action du gel

8.0 Calcul pratique du tassement Calcul de l’accroissement de contrainte, modèle de compressibilité des sols, contrainte.0. de préconsolidation, état normalement consolidé et surconsolidé, indices de compression et de recompression, détermination des propriétés par essais de laboratoire, calcul du tassement

9.0 Consolidation (tassement différé dans le temps) Théorie de la consolidation de Terzaghi, détermination du coefficient de consolidation, composantes du tassement (instantané, de consolidation primaire et de consolidation secondaire)

10.0 Théorie de la rupture des sols Équations d’équilibre, cercle de Mohr de l’état de contrainte en un point, critère de rupture de Mohr-Coulomb, essais de laboratoire pour déterminer le critère de rupture

Différentiel Uniforme Transition

CAS

Sol compressible (mou)


11.0 Résistance au cisaillement des sables et des argiles

Cisaillement d’un sable, dilatance et contraction, critère de rupture des sables et silts, phénomène de la liquéfaction, cisaillement d’une argile, domaine surconsolidé et normalement consolidé, cisaillement drainé et non drainé, pression interstitielle, critère de rupture, enveloppe des contraintes totales

(Glissement de terrain : http://www.youtube.com/watch?v=lWawkhtXOgg)

SÉANCES DE LABORATOIRE La première séance comprend des instructions sur les mesures de santé et sécurité au travail à suivre au laboratoire :

1. Description visuelle 2. Limites et tamisage 3. Sédimentométrie 4. Compactage 5. Perméabilité

6. Consolidation à l’œdomètre 7. Cisaillement direct 8. Compression simple et

scissomètre 9. Triaxial

MÉTHODES D’APPRENTISSAGE • Le cours est donné par enseignement magistral. • Le laboratoire comprend neuf (9) séances pour lesquelles huit (8) rapports sont à

remettre comme exigence au cours (voir le « Programme des laboratoires http://www8.umoncton.ca/umcm-chiasson_paul/cours/sols/Labo_Plan.pdf »).

• Les rapports de laboratoires doivent être rédigés selon les directives du document « Normes à suivre dans la préparation des rapports de laboratoire de mécanique des sols » téléchargeable du site web du cours (http://www8.umoncton.ca/umcm-chiasson_paul/cours/sols/Normes_labo.pdf).

• Les rapports de laboratoire sont à remettre aux dates indiquées dans le « Programme des laboratoires ».

• Des séances d’exercices seront données aux dates indiquées dans la programmation du cours.

• Des exercices suggérés seront recommandés ponctuellement. Il sera de la responsabilité de l’étudiante-ingénieure et de l’étudiant-ingénieur de mettre en pratique la théorie vue en classe à l’aide de ces exercices. La solution à ces exercices sera publiée sur le web la semaine suivante.


• L’étudiante-ingénieure ou l’étudiant-ingénieur doit consacrer au moins quatre (4) heures de travail personnel par semaine à la lecture de son manuel, à la révision hebdomadaire de ses notes de cours et à la solution des exercices suggérés.

RESSOURCES EN LIGNE (http://www8.umoncton.ca/umcm-chiasson_paul/) Parmi les éléments disponibles au site web du cours, vous trouverez :

• Des exemplaires téléchargeables d’anciens contrôles périodiques mis à votre disposition pour vous préparer en vue d’un contrôle écrit.

• Le programme des laboratoires (date des expériences et date limite pour soumettre son rapport).

• Un lien vers « La boîte à outils ». La boîte à outils contient : • Des chiffriers Excel facilitant la préparation des rapports de laboratoire. • Un fichier modèle de la mise en forme à utiliser pour les rapports de laboratoire. • Les données et résultats que doivent comprendre votre rapport de

laboratoire et les questions qui se doivent d’être répondues (voir les « Exigences pour les laboratoires de GCIV 3420 », http://www8.umoncton.ca/umcm-

chiasson_paul/cours/sols/pdf/Lab_Exig_Rap.pdf). Un document incontournable pour rédiger votre rapport et pour préparer une bonne discussion des résultats.

ÉVALUATION ET EXIGENCES • Un contrôle mi semestriel (test) sur la matière couverte depuis le début du cours

(incluant celle vue en laboratoire). • Un examen final CUMULATIF couvrant toute la matière du cours.

• Aucune documentation n’est permise pendant les contrôles. Les contrôles comprennent des questions pour :

• Évaluer la compréhension générale et le raisonnement logique développé par l’étudiante-ingénieure et l’étudiant-ingénieur envers la matière. Certaines questions vérifient le degré de compréhension des définitions et concepts vus en cours.

• Évaluer la capacité à résoudre des problèmes par calcul et raisonnement logique.

• Une fiche aide-mémoire d’équations est distribuée avec le questionnaire.


ÉVALUATION PONDÉRATION DATE CONTENU

Contrôle périodique 30 % 29 février 1 à 6

Examen (cumulatif) 50 % Période des examens Cumulatif

Quiz 10 % Aux dates indiquées dans la programmation du cours

Rapports de laboratoire2 10 % Voir le « Programme des

laboratoires TOTAL : 100 %

Note : Les exigences linguistiques telles qu’approuvées par le Sénat académique seront appliquées pour tous les travaux (voir l’annexe pour le barème de correction). Barème :

90 ≤ N ≤ 100 A+ 70 ≤ N < 74 C+

87 ≤ N < 90 A 67 ≤ N < 70 C

84 ≤ N < 87 A- 64 ≤ N < 67 C-

80 ≤ N < 84 B+ 60 ≤ N < 64 D+

77 ≤ N < 80 B 55 ≤ N < 60 D

74 ≤ N < 77 B- N < 55 E

AUTRES RENSEIGNEMENTS COMPLÉMENTAIRES 1. Les travaux doivent être remis à 16 h à la date établie. La note d’un travail remis en

retard sera modifiée à la baisse, c’est-à-dire : – Entre 0 heure et 48 heures après l’heure et la date établie : la moitié d’une cote. – Entre 48 heures et jusqu’à 96 heures après l’heure et la date établie : une cote. – Plus de 96 heures : deux cotes. L’étudiante ou l’étudiant qui ne remet pas un des travaux exigés se verra attribué la note I (Incomplet) au cours jusqu’à réception d’un travail jugé satisfaisant par le professeur.

2. Si une étudiante ou un étudiant s’absente à plus de quatre (4) séances de cours, le professeur demandera un retrait du cours ou attribuera un « E » (Art. 10.4.1 et 10.9.1 du Répertoire).

3. La note E est attribuée si une étudiante ou un étudiant ne se présente pas à une épreuve d’évaluation sans avoir au préalable informé le professeur de son absence. Dans le cas où l’étudiante ou l’étudiant aurait averti le professeur de son absence à une épreuve, elle ou il doit remettre au secrétariat un billet médical dès son retour à l’Université (alinéa 10.9.2 du Répertoire).

2Dans le cas des laboratoires : La note I (incomplet) au cours sera automatiquement attribuée jusqu’à ce que toutes les séances de laboratoire soient suivies et que tous les rapports de laboratoire soient remis


4. Aucune forme de fraude n’est tolérée telle que la tricherie, le plagiat, les logiciels non permis par le professeur, la malhonnêteté intellectuelle [...]. Elle entraîne automatiquement la note E (alinéa 10.9.3 du Répertoire).

5. Pendant les épreuves de contrôle, le professeur se réserve le droit d’assigner les places et de vérifier les documents des étudiantes et des étudiants.

6. Les appareils de communication sans fil, comme un ordinateur, un téléphone mobile et une tablette électronique sont interdits en classe pendant le contrôle et l’examen. Ils doivent soit être remis au professeur avant le début du contrôle ou de l’examen ou ne pas être apportés en salle de classe.

RESSOURCES ET/OU MATÉRIEL : Manuels de cours Pour le cours : • Holtz, R., Kovacs, W, Lafleur, J. 1991. Introduction à la géotechnique. Édition de

l’École Polytechnique, Montréal. Pour le laboratoire : • Robitaille, V. et Tremblay, D. 1997. Mécaniques des sols. Modulo Éditeur, Mont-

Royal, Qc. Les manuels sont en vente à la Librairie acadienne et une copie est en réserve à la bibliothèque. Notes de cours • Chiasson, P. 2013. GCIV 3420 Mécanique des sols. Université de Moncton.

Déposée au : http://www8.umoncton.ca/umcm-chiasson_paul/cours/sols/ Service d’assistance au laboratoire Chargé du laboratoire

• M. Horace Tamègnon Les technologues du département seront présents au laboratoire pour prêter assistance :

• M. Daniel Babineau • M. René Lavoie


PROGRAMMATION DU COURS

Suite à la page suivante…

Date Salle Cours Thème et Quiz sur lectures Exercicesi Lecturesii

11 janv 10h00 147G2 1 Plan de cours et introduction14 janv 8h30

147G22 2.2.4 et exercices 2.6, 2.17, 2.19, 2.22,

2.2914 janv 16h00 147G2 Ex Séance d'exercices18 janv 10h00 147G2 3 2.4.421 janv 8h30 147G2 4 2.9 2.33, 2.35 (sols B et C)

21 janv 16h0025 janv 10h00 147G2 5 Quiz 1 (Lect. 3.1 et 3.2) / 3.3 2.3728 janv 8h30 147G2 6 4.4 3.3 (classer sols B et C)

28 janv 16h001 févr 10h00 147G2 7 5.4 4.3, 4.64 févr 8h30 147G2 8 6 5.4, 5.5

4 févr 16h008 févr 10h00 147G2 9 6.4.2 7.3, 7.511 févr 8h30 147G2 10 6.5 7.38, 7.39

11 févr 16h0015 févr 10h00 147G2 11 6.8.1 7.15, 7.1618 févr 8h30

147G212 Quiz 2(Lect. 7.5 et 7.6) / 6.8.3 et

exer.7.19 cas II & IV, 7.31

18 févr 16h0022 févr 10h00 147G2 13 7.2.425 févr 8h30 147G2 14 8.2

25 févr 16h00 147G2 Ex Séance d'exercices29 févr 10h00 147G2 TEST Chapitre 1 à 6

3 mars 8h30 147G2 15 8.6 8.24, 8.26, 8.483 mars 16h007 mars 10h0010 mars 8h30

10 mars 16h00

Note importante:Les lectures obligatoires et suggérées sont à compléter avant le premier cours de la semaine indiquée.

Hiver 2016Travaux suggérés Laboratoire

CTSS-122

Chp1 et 2 à 2.3

2.4 à 2.8; chp 3A

Description visuelle

Voir lect. obligatoires du

quiz et 4.7 à 4.9

B Limites & tamisage

Semaine d'études

i Le corrigé des exercices est publié sur le site Web la semaine suivante.ii Les numéros des lectures font référence aux sections du manuel "Introduction à la géotechnique".

7 à 7.4D Com-pactage

Voir lectures obligatoires et 7.7

et 7.9

E Perméa-bilité

5.5 à 5.6C

Sédimento.

Tout le 6 et 8.12

8 à 8.2


ATTENTION : La programmation du cours est sujette à changements

11 janvier 2016 Professeur d’ingénierie géotechnique Date

Date Salle Cours Thème et Quiz sur lectures Exercicesi Lecturesii

14 mars 10h00 152G1 16 8.9.317 mars 8h30 152G1 17 9.3.2 9.1, 9.2, 9.4

17 mars 16h0021 mars 10h00 152G1 18 Quiz 3 (Lect. 9.3) / 9.6 9.11, 9.17, 9.2424 mars 8h30 152G1 19 10 Ex9.pdf (voir Web)

24 mars 16h0028 mars 10h00 152G1 20 10.4.2 10.131 mars 8h30 152G1 21 11.3.1 Série A : 1, 2 et 3 (réf.

Notes de cours)31 mars 16h00

4 avr 10h00 152G1 22 11.4.17 avr 8h30 152G1 23 11.4.3.1

7 avr 16h0011 avr 10h00 Congé (Lundi de Pâques)14 avr 8h30 152G1 24 11.4.3.3

14 avr 16h00 152G1 ExercicesExamen CUMULATIF

Note importante:Les lectures obligatoires et suggérées sont à compléter avant le premier cours de la semaine indiquée.

9.7 à 9.8G Cisaille-

ment

Programmation du cours GCIV 3420 (suite)Travaux suggérés Laboratoire

CTSS-122

8.3 à 8.6F Consoli-

dation

i Le corrigé des exercices est publié sur le site Web la semaine suivante.ii Les numéros des lectures font référence aux sections du manuel "Introduction à la géotechnique".

10 à 10.6 et 11 à 11.4

H qu & Scis-somètre

OUI Triaxial

Série C: 1, 2, 3 et 4 (réf. Notes de cours)

11.9 à 11.9.8; sauf 11.9.5 et sect. sur cheminement de

contrainte

H qu & Scis-somètre

OUI Triaxial

Période des examens


CONSIGNES GÉNÉRALES DU LABORATOIRE Santé et sécurité

La Politique de santé et sécurité dans les laboratoires de la Faculté d’ingénierie sera respectée dans les laboratoires du cours. Cette politique peut être trouvée sur le site web de la Faculté à l’adresse suivante : http://www.umoncton.ca/umcm-ingenierie/node/73. À titre d’exemple, les consignes suivantes tirées de la Politique s’appliquent en tout temps :

Il est strictement interdit : • De porter des souliers à talons hauts, sandales, chapeaux et casquettes • Les cheveux longs doivent être attachés • De manger ou boire dans la salle de laboratoire • De jouer ou d’avoir un comportement à risques • D’apporter des effets personnels (comme un manteau et un sac à dos, mis à part

le matériel nécessaire) • De se présenter au laboratoire sous l’influence de l’alcool ou de drogues

Toute personne qui ne se conforme pas aux règlements peut être expulsée du laboratoire par la professeure, le professeur, la technicienne ou le technicien responsable du laboratoire. Une étudiante ou un étudiant qui ne respecte pas ces consignes sera ordonné de quitter les lieux et sera traité comme une absence non motivée. Dans un cas extrême, l’étudiante ou l’étudiant pourrait être référé au comité disciplinaire de l’Université.

Les équipements de protection personnelle requis pour ce laboratoire sont :

• Le sarrau • Les lunettes de sécurité

Dans le cas où une étudiante ou un étudiant n’a pas ce qu’il lui faut en matière d’équipement de protection, l’accès au laboratoire lui sera refusé et elle ou il subira les conséquences d’une absence non motivée au laboratoire.


ANNEXE : BARÈME POUR LA CORRECTION DU FRANÇAIS DANS LES TRAVAUX ÉCRITS3

L’évaluation de la partie linguistique porte sur une tranche de 200, 400, 600 ou 800 mots uniquement pour les travaux écrits faits à la maison. La tranche de mots et le nombre de mots sont laissés à la discrétion de la professeure ou du professeur. Le tableau ci-dessous indique le barème à appliquer pour ces travaux écrits. Les unités académiques peuvent adopter des politiques plus exigeantes si elles le désirent, pour des raisons de préparation liées à la discipline, afin de moduler la sévérité du barème en fonction des années d’étude. Par ailleurs, si les erreurs4 commises sont trop nombreuses au point de rendre la compréhension du texte difficile, en plus de sanctionner le travail selon le barème, la professeure ou le professeur se réserve le droit de demander à l’étudiante ou l’étudiant de corriger les fautes avant d’attribuer une note. Si le nombre d’erreurs demeure plus ou moins le même après cette correction, la professeure ou le professeur rencontrera l’étudiante ou l’étudiant afin de discuter de ses difficultés. Lors de cette rencontre, on demandera à l’étudiante ou l’étudiant de consulter le Centre d’aide en français qui l’aidera à établir un plan d’amélioration dont l’étudiante ou l’étudiant sera entièrement responsable.

Barème pour le calcul de la pénalité

Pénalités / nombre de mots dans le travail 200 mots 400 mots 600 mots 800 mots

–1/3 lettre à partir de 2 erreurs

à partir de 4 erreurs



–2/3 lettre à partir de 3 erreurs




– 1 lettre 4 erreurs et plus 8 erreurs et plus 12 erreurs et plus 16 erreurs et plus

3 Adoptées au Sénat académique (voir les « Normes linguistiques et application de ces normes » du Conseil de la langue française, http://www.umoncton.ca/clf/node/4) 4 Erreurs d’orthographe, de ponctuation, d’impropriété (anglicismes), de syntaxe (construction de la phrase) ou grammaticales (accord en genre, nombre, terminaison des verbes). Une erreur d’orthographe d’usage commise plus d’une fois pour le même mot n’est pénalisée qu’une seule fois. Exemples d’erreurs d’orthographe d’usage : litéraire, j’ai apperçu

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