CTN504 Cours 11 H2020 - Capacité portante PDF

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Capacité portante...

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Mécanique des sols CTN504, HIVER 2021

Enseignant : François Duhaime Préparation des notes par Jean-Sébastien Dubé, ing., M.Sc.A., Ph.D., professeur Ajouts et modifications par Yannic Ethier, Michel Vaillancourt et François Duhaime, professeurs Benoit Renaud et Jean-Philippe Roy, chargés de cours

Cours 11 Capacité portante

Département de génie de la construction

Cours 11 Capacité portante 1. Équation de la capacité portante 2. Analyses en conditions drainée et non drainée 3. Poids volumique et forme de la surface de rupture 4. Calcul par contraintes de travail (CCT) et aux états limites (CÉL) 5. Tassements dans les sols granulaires

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Extrait MCIF 2013

Équation à utiliser

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facteurs de capacité portante :

Davis et Booker (1971) : base de la semelle lisse ou rugueuse

Équations dans la capsule vidéo

SCG (2006)

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facteurs de modification :

Extrait MCIF 2013

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Cours 11 Capacité portante 1. Équation de la capacité portante 2. Analyses en conditions drainées et non drainées 3. Poids volumique et forme de la surface de rupture 4. Calcul par contraintes de travail (CCT) et aux états limites (CÉL) 5. Tassements dans les sols granulaires

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Conditions drainée et non drainée • Pour l’argile, les analyses de stabilité et les calculs de capacité portante peuvent être réalisés en conditions non drainée ou drainée. • Pour un même sol, la résistance au cisaillement est définie différemment dans les deux cas • La résistance au cisaillement non drainée tient compte du fait que la contrainte effective moyenne dans une argile ne peut pas changer instantanément. Condition drainée

Condition non drainée

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Conditions drainée et non drainée Holtz et al. (2011)

Analyses en contraintes totales (court terme)

Analyses en contraintes effectives (long terme)

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Conditions drainée et non drainée Cas particulier pour conditions non drainées • Pour l’argile, c’est généralement la capacité portante à court terme qui est la plus critique. • On utilise alors ’ = 0 et c’ = cu dans les calculs.

Nc  5,14 Nq  1 N  0 • Pour la surcharge, on utilise la contrainte totale au niveau de la base de la semelle (qs = σ).

Cours 11 Capacité portante 1. Équation de la capacité portante 2. Analyses en conditions drainée et non drainée 3. Poids volumique et forme de la surface de rupture 4. Calcul par contraintes de travail (CCT) et aux états limites (CÉL) 5. Tassements dans les sols granulaires

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Poids volumique et forme de la surface de rupture Forme de la surface de rupture

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Poids volumique et forme de la surface de rupture Effet de la nappe phréatique :

• 3 cas selon la position de la surface de la nappe

D+B

La valeur de γ est basée sur cette partie du sol.

 eq '   sat   w   '

 Dw  D     ' B  

 eq '   '

On remplace γeq’ par γ.

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Cours 11 Capacité portante 1. Équation de la capacité portante 2. Analyses en conditions drainée et non drainée 3. Poids volumique et forme de la surface de rupture 4. Calcul par contraintes de travail (CCT) et aux états limites (CÉL) 5. Tassements dans les sols granulaires

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Calcul aux états limites •

Anciennement, on appliquait seulement un facteur de sécurité sur la capacité portante avec la méthode de calcul aux contraintes admissibles (aussi appelée la méthode de calcul par contrainte de travail ou CCT).

q •

qult FS

Aujourd’hui, avec le calcul aux états limites (CÉL), on applique des facteurs de sécurité αi aux charges qi et un facteur de sécurité Φ à la résistance qult.

 q

i i

Charge pondérée •

 qult

Capacité portante pondérée

États limites ultimes (capacité portante) versus états limites de service (tassement). L’état limite de service est vérifié avec les charges non pondérées.

Cours 11 Capacité portante 1. Équation de la capacité portante 2. Analyses en conditions drainée et non drainée 3. Poids volumique et forme de la surface de rupture 4. Calcul par contraintes de travail (CCT) et aux états limites (CÉL) 5. Tassements dans les sols granulaires

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Tassements dans les sols granulaires Méthodes empiriques • La méthode de Burland et Burbidge (1985) donne le tassement pour un sol granulaire à partir du SPT (semelle carrée)

s

où

1,6qB0,75 N 160, 4

Voir le Manuel canadien d’ingénierie des fondations (MCIF)

s est le tassement (mm) B est la largeur de la fondation (m) q est la pression de contact à la base de la semelle (kPa) N60 est la valeur moyenne de N corrigée pour l’énergie entre la semelle et une profondeur B0,75 sous la semelle 16...