Talus de
déblais dans les sols.
L’observation
d’un grand nombre de glissements de déblais permet
d’énoncer quelques règles
générales.
L’eau joue un
rôle important dans la rupture.
Dans la plupart des
cas, un délai de plusieurs mois à plusieurs années
s’écoule entre la fin des travaux et le glissement. Les
coûts de restauration sont en général
élevés.
6 - 1 - 1 -
L’eau et le temps.
Réaliser un
talus dans un sol correspond à une diminution rapide des
contraintes totales à l’intérieur du massif. Cette
modification rapide de l’état de contrainte totale
produit un changement de la pression de l’eau du à un
gonflement dont la vitesse dépend de plusieurs facteurs
liés à la nature du sol et à la géométrie
du problème. Cette variation de la pression de l’eau va
entraîner une migration de celle-ci et le retour à un
équilibre dépendra des conditions hydrauliques. Bishop et
Bjerrum (1960) décrivent le cas simple d’une
excavation.
Ils considèrent
trois états dans le temps. Avant les travaux la pression
interstitielle est en équilibre à la valeur
u0. A la fin des travaux, la diminution des contraintes
du fait de l’enlèvement du sol, produit un gonflement,
donc une augmentation du volume des vides et la pression
interstitielle chute de Du.
Après une période de rééquilibrage la pression
interstitielle se rétablit à une valeur uf
inférieure à u0, mais voisine de celle-ci et
définie par la géométrie de l’excavation. (Fig
6 - 1). Une approximation de Du peut être obtenue par la relation de
Skempton correspondant aux essais triaxiaux (Du = B ( Ds3 + A (Ds1 - Ds3 ) ) ou celle de Henkel plus
générale. (Du
= a Dsi + b Dsd) si et sd sont respectivement les composantes
isotrope et déviatoire du tenseur des contraintes. Pour les
sols saturés B = a = 1
et la correspondance entre A et b peut être donnée par les couples
A, b suivants (- 0.5, -0.59), (0, -0.24), (0.5,
0.12), (1, 0.47).
Fig 6 - 1 -
Evolution des pressions interstitielles dans un talus de
déblai.
Des observations en
place confirment cette approche. Le cas du canal de Kimola
(Kankare, 1969), instrumenté par des piézomètres
montre une réponse rapide, la période transitoire
étant de l’ordre du mois. Le cas de la tranchée
d’Edgewarebury (Vaughan et al., 1973) met en évidence
des pression négatives de 60 kPa, neuf années après
les travaux, ce qui montre que le rééquilibrage des
pressions est loin d’être terminé. Le premier cas
cité ci-dessus correspondait à une argile sensible
légèrement surconsolidée alors que le second, dans
l’argile de Londres intéresse un sol nettement
surconsolidé. On rappelle aussi le cas de Bisaccia
présenté au chapitre 3 en annexe ou l’érosion
sur 700 000 ans est plus rapide que le processus de
rééquilibrage. (Picarelli et al., 1995)
Une des
conséquence de ce phénomène de redistribution pour
l’ingénieur, est que les calculs à court terme sont
très favorable et surestiment la stabilité à long
terme qui doit être abordée par un calcul en contraintes
effectives avec une évaluation réaliste du champ de
pressions interstitielles.
Cependant
d’autres aspects peuvent aussi être importants.
L’eau circule parfois dans des boyaux et son cheminement est
très rapide, des conditions extérieures comme la pluie ou
la fonte des neiges vont faire que le temps de
rééquilibrage sera raccourci. Le comportement du sol
n’est pas seul en cause, l’environnement joue un grand
rôle.
6 - 1 - 2 - Prise en
compte du temps dans le mécanisme de rupture.
La résistance
au cisaillement d’un sol en place dépend de nombreux
facteurs comme :
L’histoire
géologique et mécanique du site, mode de formation,
histoire de ses contraintes et déformations.
Des amplitudes et
des vitesses de variation des contraintes lors des
travaux.
Des états
hydriques et de la température.
De la structure fine
du sol et de sa composition.
Etc...
Lors de la mesure
des caractéristiques du sol tous ces paramètres ne
peuvent être pris en compte, même si l’on
évite l’écueil supplémentaire du
prélèvement qui remanie le sol. Dans le calcul à la
rupture classique seules les caractéristiques suivantes sont
prises en compte et doivent être mesurées.
La résistance
non drainée cu.
La résistance
maximale drainée définie par c’ et
j’.
La résistance
résiduelle drainée pour tenir compte de grands
déplacements. c’res et j’res
Pour tenir compte
des effets de la vitesse d’essai, de la dimension des
échantillons et de l’anisotropie, de nombreux auteurs
ont proposé diverses corrections. Ces corrections
n’évitent pas cependant d’avoir recours à
d’autres concepts comme la rupture progressive
présentée au chapitre 4. L’usage des méthodes
de calcul à la rupture doit donc être fait avec
précautions. Des méthodes plus complexes seront
utilisées.
1. Talus de déblais dans les sols
