GCI 730 – Résistance au cisaillement - Intra - 20 mars 2008 - Page 1 de 4

Université de Sherbrooke Faculté de genie

Département de génie civil

GCI 730 – Résistance au cisaillement

EXAMEN INTRA

1. Un échantillon de sable silteux saturé est soumis à une compression triaxiale

drainée après consolidation isotrope sous une pression de 100 kPa. L’indice des vides avant cisaillement est de 0,5. Aucun changement de volume n’est observé durant le cisaillement.

a) Sachant que l’angle φ mobilisé à la rupture est de 36o, évaluer le déviateur à

la rupture. Quel serait, théoriquement, l’angle du plan de rupture? b) Donner l’indice des vides critique et la pression de confinement critique

pour ce matériau. Expliquer. c) Quel aurait été le déviateur mobilisé à la rupture si, après consolidation,

l’échantillon avait été soumis à une compression triaxial non drainé. Expliquer.

d) Quel aurait été le comportement, durant un essai triaxiale drainée, du même

sol après consolidation isotope sous une pression de 200 kPa? Est-ce que le comportement dépend uniquement de l’indice de densité? Expliquer.

2. Trois essais triaxiaux consolidés non drainés ont été réalisés sur des

échantillons intacts prélevés à une profondeur de 10 m dans un dépôt d’argile. Les cheminements de contrainte de ces trois essais sont montrés à la figure 1 (remettre la figure 1).

a) Évaluer par construction sur la figure 1 la pression interstitielle à la rupture

(déviateur maximum) et le rapport de pression interstitielle de Skempton Af pour l’essai 2.

b) À quel degré de surconsolidation a été réalisé cet essai 2? Est-ce que le dépôt sur le terrain a nécessairement le même degré de surconsolidation?

c) À partir de ces trois essais, évaluer les paramètres c’ et φ’ à la rupture.

d) Est-ce que c’est la même enveloppe de résistance qui serait mobilisée si un

échantillon identique avait été consolidé en laboratoire à une pression isotrope de 30 kPa.

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e) Évaluer à la rupture dans l’essai 2 la résistance au cisaillement non drainé

mobilisée sur le plan de rupture; f) Quelle serait, en première approximation, la résistance au cisaillement non

drainé qui serait obtenue pour un échantillon identique consolidé à une pression isotrope de 250 kPa?

g) Si les essais de la figure 1 avaient été réalisés sur des échantillons de la

même nature prélevés à 5 m de profondeur dans le dépôt au lieu de 10 m, est-ce qu’on aurait obtenu la même enveloppe de résistance et la même résistance au cisaillement non drainé? Expliquer.

3. Un remblai est construit sur un dépôt de sol normalement consolidé. Au

centre du remblai, à un endroit dans la fondation où la sollicitation imposée par le remblai se rapproche d’une compression triaxiale, quelle serait, en première approximation, la résistance au cisaillement mobilisable si la fondation était constituée :

a) d’un sable grossier b) d’une argile

à une profondeur où la contrainte effective avant construction, considérée isotrope pour fins de simplification, était égale à 60 kPa. Considérer un angle φ’ égal à 30o pour les deux matériaux. La contrainte verticale imposée par le remblai est de 120 kPa. Justifier vos évaluations en a et b.

4. Dans le cas où le remblai du problème 3 serait construit sur un dépôt

d’argile et en considérant les mêmes contraintes et propriétés que dans le problème précédent et toujours en première approximation :

a) Est-ce que la résistance mobilisable en fin de construction sous le pied aval

du remblai (dans la zone où la surface de rupture potentiel remonte vers la surface) serait la même que sous le centre du remblai? Expliquer.

b) À long terme, dans l’optique où l’on voudrait surélever le remblai plusieurs

années après la construction initiale (fin de consolidation), quelle serait la résistance mobilisable pour fins d’analyse de stabilité.

c) Dans le cas où le dépôt est constitué de sable grossier, quelle est la

résistance au cisaillement mobilisable à long terme. 5. Un essai triaxial consolidé non drainé en compression est réalisé sur un

échantillon consolidé à une pression isotrope de 200 kPa, soit au-delà de la

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pression de préconsolidation (σ’p = 100 kPa). Une résistance au cisaillement non drainé de 50 kPa est obtenue.

a) Sachant que l’enveloppe en contrainte effective pour cette argile est définie

par c’ = 0 et φ’ = 30o, évaluer la pression interstitielle à la rupture et le facteur Af.

b) Quelle serait la résistance au cisaillement non drainé qui serait obtenue sur un échantillon de la même argile consolidée à une pression de (1) 100 kPa et de (2) 50 kPa.

c) Après complète consolidation sous le poids d’un remblai, la contrainte effective sous le remblai a atteint une valeur de 300 kPa à une profondeur D. Évaluer la résistance au cisaillement non drainé qui pourrait se mobiliser dans la zone en compression, à cette profondeur, pour les fins d’une analyse de stabilité à long terme. Comparer cette résistance avec celle qui serait utilisée dans une analyse à long terme en contrainte effective.

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Nom :_______________________________

Figure 1 Cheminement des contraintes pour la question No 2

020

4060

8010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

0

Con

train

te e

ffec

tive

moy

enne

(σ' 1

+ σ'

3) /

2 (k

Pa)

020406080100

120

140

Demi-déviateur (σ'1 - σ'3)/2 (kPa)

12

3

σ'3 = 0