Consolidation primaire et secondaire du sol

Consolidation primaire et secondaire du sol

Contexte de consolidation primaire et secondaire du sol

En tant qu’ingénieur géotechnique pour une entreprise de génie civil réputée, notre mission est de concevoir les fondations d’un immeuble de grande hauteur dans une zone urbaine dynamique.

Le site choisi présente un défi particulier en raison de sa composition de sol argileux, avec une couche d’argile molle profonde sous une couche de sable compact.

Données :

  • Profondeur de la couche d’argile molle : 15 m
  • Épaisseur de la couche de sable compact : 5 m
  • Poids volumique de l’argile molle : 17 kN/m³
  • Poids volumique du sable compact : 19 kN/m³
  • Teneur en eau initiale de l’argile : 40%
  • Teneur en eau initiale du sable : 10%
  • Indice des vides initial de l’argile : 1.2
  • Indice des vides initial du sable : 0.8
  • Poids spécifique de l’eau : 9.81 kN/m³
  • Pression interstitielle initiale de l’argile : 25 kPa

Correction : consolidation primaire et secondaire du sol

1. Contrainte effective initiale (\sigma'_0) dans l’argile molle:

    \[\sigma'_0 = \sigma - u \]

\sigma'_0 = (17 \, \text{kN/m}^3) \cdot (15 \, - 25 \, \text{kPa})

    \[\sigma'_0 = 254.975 \, \text{kPa}\]

2. Indice de compressibilité (C_c) de l’argile molle:

    \[C_c = \frac{e_2 - e_1}{\log(\sigma'_{v1}) - \log(\sigma'_{v2})}\]

e_1 = 1.2, e_2 = 0.9,

    \[\log(\sigma'_{v1}) = \log(254.975 \, \text{kPa}) \]

    \[  \log(\sigma'_{v1}) = 2.406\]

\log(\sigma'_{v2}) = \log(254.975 \, \text{kPa} + 17 \, \text{kN/m}^3 \cdot 0.4)

    \[ \log(\sigma'_{v2}) = 2.427\]

    \[C_c \approx 0.104\]

3. Coefficient de consolidation (c_v) de l’argile molle

    \[c_v = \frac{H^2 \cdot C_c}{4 \cdot t_{50}} \]

    \[c_v = \frac{(15 \, \text{m})^2 \cdot 0.104}{4 \cdot 10 \, \text{mois}}\]

    \[c_v \approx 0.585 \, \text{m}^2/\text{month}\]

4. Consolidation primaire (\Delta e_1) à un temps donné (t):

    \[\Delta e_1 = \frac{C_c \cdot \Delta \sigma'_v}{\sigma'_v} \]

    \[\Delta e_1 \approx \frac{0.104 \cdot 6.8 \, \text{kPa}}{254.975 \, \text{kPa}} \]

    \[\Delta e_1 \approx 0.0028\]

5. Consolidation secondaire (\Delta e_2) à un temps donné (t):

    \[\Delta e_2 = \frac{C_c \cdot \Delta \sigma'_v}{\sigma'_v} \cdot \log\left(\frac{t}{t_0}\right) \]

\Delta e_2 = \frac{0.104 \cdot 6.8 \, \text{kPa}}{254.975 \, \text{kPa}} \cdot \log\left(\frac{5 \, \text{mois}}{1 \, \text{mois}}\right)

    \[\Delta e_2 = 0.0046 \]

Conclusion :

À travers cette étude de cas approfondie, nous avons calculé la consolidation primaire et secondaire d’une couche d’argile molle sous une charge spécifiée.

Les résultats obtenus sont cruciaux pour anticiper les déformations et les tassements futurs.

Ils orienteront la conception des fondations de l’immeuble de grande hauteur, assurant ainsi la sécurité, la stabilité, et la durabilité de la structure en respectant les normes de construction, telles que celles édictées par l’Eurocode 7.

Ces calculs et analyses sont indispensables pour minimiser les risques associés à la construction sur des sols argileux et garantir la pérennité de l’ouvrage.

Consolidation primaire et secondaire du sol

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