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Mécanique des sols Génie civil 3e semestreProf. L. Vulliet & Prof. L. Laloui

COURS DE MÉCANIQUE DES SOLS

QUESTIONS D’EXAMEN 2009-2010

Quest examen MS 2009-2010.doc 18.12.2009 JE/LV/LL

EPFL, SGC, Mécanique des sols, Prof. L. Vulliet, Prof. L. Laloui, 2009-2010

Question 1.

Décrire les différentes phases d’une campagne de reconnaissance des terrains.

Un log de forage devrait contenir quelles informations?


Question 2.

Au moyen du diagramme de droite, déterminer les relations qui définissent: - la teneur en eau w (massique) - la masse volumique des particules solides ρs- la masse volumique apparente ρ- l'indice de vide e - le degré de saturation Sr

Déterminer ensuite la relation qui permet de calculer la masse volumique du sol sec ρd au moyen de ρ et de w

air (gaz)

eau (liquide)

solide

volume masse

M

Vs

Va Ma

Vw Mw

Ms

Mv

V

Vv

V = volumeM = masse

a = airw = eaus = particules solides


Question 3.

Que représente la courbe ci-dessous ? Comment est-elle obtenue ? Quelles informations peut-on en tirer ?


Question 4.

Définir les limites de consistance d’un sol argileux (limites d’Atterberg) et décrire la façon de les déterminer.


Question 5.

Décrire la méthode qui permet d’identifier un sol (système de classification).


Question 6.

Décrire l’essai Proctor et son utilité.


Question 7.

Dans un sol hétérogène stratifié horizontalement, le niveau de la nappe souterraine (statique) coïncide avec la surface du terrain.

Comment calcule-t-on les contraintes totales et effectives verticales et horizontales dues au poids propre et à l’eau et quels sont les cercles de Mohr et les directions des contraintes principales ?


Question 8.

La disposition de la fondation du croquis vous paraît-elle judicieuse?

Si ce n'est pas le cas, dire pourquoi et proposer une meilleure solution.

4.0 m

5.0 m

Sable compact

Argile molleEœd = env. 1 MPa

WS

Gravier degrande épaisseur

1.5 m

1.0 m

Immeublelourd

100 kN.m-2

b = 18 m


Question 9.

Comparer les pressions de contact livrées par la théorie de l'élasticité et celles données par la méthode de Westergaard, ceci pour une fondation rigide et pour une fondation souple.

Considérer le cas d'une charge concentrée et d'une charge répartie.


Question 10.

Définir les trois types de tassements qui peuvent se produire sous une fondation : instantanés, par consolidation primaire, par consolidation secondaire. Quels sont les sols dans lesquels ces tassements se produisent ?

Quels sont les sols qui peuvent être étudiés en laboratoire (sur le plan des tassements) et par quels essais ?

Quels sont les paramètres qui caractérisent dans chaque cas la déformabilité du sol ?


Question 11.

Montrer comment obtenir un module oedométrique, Eoed, à partir d’une courbe oedométrique.

Quelle est la différence entre module oedométrique et module d’Young ?


Question 12.

Décrire le phénomène de consolidation primaire dans une couche horizontale saturée d’épaisseur constante (tassement en fonction du temps).

Quelles sont les hypothèses simplificatrices de la théorie de Terzaghi ?

Quelles sont les lois fondamentales qui permettent d’établir l’équation de la consolidation ?


Question 13.

A l'aide d'une courbe oedométrique, expliquer pourquoi le module de compressibilité varie en fonction de la profondeur.

Montrer le rôle de l'histoire géologique dans la déformabilité des sols.


Question 14.

Exposer la méthode de calcul des tassements d'un remblai sur sol multicouche (de déformabilités différentes), avec nappe phréatique statique.


Question 15.

Qu'est-ce que le phénomène de surconsolidation d'un sol ?

Comment un sol peut-il devenir surconsolidé ? Donner plusieurs possibilités. Le démontrer sur un diagramme œdométrique.

Quelle est l'influence de la surconsolidation d'un sol sur le calcul des tassements ?


Question 16.

Démontrer que l’abaissement de la nappe phréatique dans un sol fin est cause de tassements.

Si la nappe remonte à son niveau initial, comment le sol se déforme-t-il ?


Question 17.

Soit deux fondations reposant sur le même sol et de même contrainte de contact sol–fondation.

Expliquer pour quelle raison une fondation circulaire de diamètre D tassera plus qu’une fondation de diamètre D/2.


Question 18.

Déterminer les contraintes et déformations pour un corps élastique dans les cas suivants :

(i) état de contrainte uniaxiale ; (ii) état de déformation uniaxiale.

Discuter de l’utilité en mécanique des sols.


Question 19.

Décrire la loi de Mohr-Coulomb en contraintes effectives et en contraintes totales.

Quels sont les paramètres ?

Le taux de déformation peut-il jouer un rôle sur la résistance ?


Question 20.

Quels sont les principaux essais pour déterminer la résistance au cisaillement d’un sol, in situ et en laboratoire.

Discuter des avantages et des inconvénients de chaque essai présenté.

EPFL, SGC, Mécaniq ue des sols, Prof. L. Vulliet, Prof. L. Laloui, 2009-2010

Question 21.

Soit le pieu cylindrique en acier ci-dessous. Estimer la force F nécessaire pour extraire le pieu. On admettra pour le sol γ =18kN/m3, c’= 10 kPa, φ ’ = 30°.

15 m

0.6 m

F


Question 22.

Décrire l’essai triaxial et son utilité.


Question 23.

Montrer comment évoluent les contraintes dans un massif de sol derrière un écran de soutènement lorsque l’écran se déplace.

Dans la théorie de Rankine : - Quelles sont les hypothèses simplificatrices ? - Comment calcule-t-on la pression sur l’écran pour les deux états limites ?


Question 24.

Décrire la méthode du prisme de poussée pour le calcul de la poussée sur un écran.

Donner son domaine d’application et les hypothèses simplificatrices qui interviennent.

Montrer quelles sont les forces qui agissent sur le prisme.

Comment la méthode de Coulomb-Poncelet est-elle déduite de cette méthode ?


Question 25.

Obtenir l’équation du facteur de sécurité dans le cas d’une pente infinie avec nappe libre confondue avec la surface du terrain (admettre un sol sans cohésion).


Question 26.

Calculer le coefficient de sécurité du coin rocheux ci-dessous:

α = 35 °

φ = 40 ° c = 0

γ = 23 kN/m3

h = 5 m


Question 27.

Définir par un graphique tous les efforts qui agissent sur une tranche d'un talus et qui sont utilisés, d'une manière générale, dans les calculs de stabilité utilisant les méthodes des tranches.

Quelles sont les hypothèses de base permettant de résoudre le système des équations d'équilibre de ces tranches ?


Question 28.

Décrire la méthode de calcul de stabilité des pentes de Bishop.

Expliquer les étapes de calcul pour obtenir le facteur de sécurité minimum.


Question 29.

Décrire les problèmes potentiels liés au projet ci-dessous :

15 m

immeubleexistant

immeublefutur

10 m

Sable limoneux fouille asséchée

par pompage

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