Mécanique des sols : Fondamentaux

Mécanique des sols : Fondamentaux

La mécanique des sols est une branche de la géotechnique qui étudie le comportement des sols sous l’effet des charges.

Elle est essentielle pour la conception de fondations, soutènements, tunnels, barrages et autres ouvrages en terre.

Formation et classification des sols

Origine des sols

Les sols proviennent de la décomposition des roches mères sous l’action de l’érosion, des changements climatiques et des activités biologiques. Ils peuvent être d’origine :

  • Détitrique : graviers, sables, limons
  • Organique : tourbes, vases
  • Résiduelle : sols formés sur place après la décomposition des roches

Classification des sols

Les sols sont classifiés selon leur taille de particules :

  • Graviers : > 2 mm
  • Sables : 0,06 mm – 2 mm
  • Limons : 0,002 mm – 0,06 mm
  • Argiles : < 0,002 mm

Propriétés physiques des sols

Teneur en eau (w)

Elle exprime le pourcentage de la masse d’eau par rapport à la masse des particules solides.

w = \frac{\text{masse de l'eau}}{\text{masse des particules solides}} \times 100

Masse volumique (ρ)

Masse du sol par unité de volume. Elle peut être sèche, saturée, ou humide selon la présence d’eau.

Indice des vides (e)

Rapport du volume des vides au volume des particules solides

    \[ e = \frac{\text{volume des vides}}{\text{volume des particules solides}} \]

Comportement mécanique

Compressibilité

Capacité du sol à subir des changements de volume sous l’effet des charges.

Cohésion et angle de frottement

L’angle de frottement et la cohésion sont les deux paramètres principaux pour décrire la résistance au cisaillement du sol.

Compactage

Méthode utilisée pour augmenter la densité d’un sol en réduisant ses vides.

Essais de laboratoire

Pour déterminer les propriétés mécaniques et physiques des sols, différents essais peuvent être réalisés :

  • Essai Proctor pour le compactage
  • Essai d’identification (Atterberg) pour les limites de consistance
  • Essai triaxial pour la résistance au cisaillement

Problèmes courants

La mécanique des sols s’intéresse à plusieurs problèmes tels que :

  • Tassements et affaissements
  • Glissements de terrain
  • Gonflement et retrait des sols argileux
  • Capacité portante des sols

Conclusion

La mécanique des sols est une discipline complexe qui nécessite une compréhension approfondie des propriétés et du comportement des sols.

Elle est essentielle pour garantir la sécurité et la durabilité des ouvrages géotechniques.

Mécanique des sols : Fondamentaux

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