Le document traite de la résistance au cisaillement des sols à travers une série d'essais triaxiaux sur des échantillons de sable et d'argile. Il aborde des concepts tels que l'angle de rupture, les pressions interstitielles, les degrés de surconsolidation, et les comportements en fonction des variations de pression. Les résultats des essais sont utilisés pour évaluer la résistance mobilisable dans différents scénarios de construction et de surcharge.

1. 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
020406080100120140160180200220240260280300
Contrainteeffectivemoyenne(σ'1+σ'3)/2(kPa)
0
20
40
60
80
100
120
140
Demi-déviateur(σ'1-σ'3)/2(kPa)
1
2
3
σ'3
=
0