Mécanique des sols- Géotechnique-  Chapitre01-Partie 01: Stabilité totale

Mécanique des sols- Géotechnique- Chapitre01-Partie 01: Stabilité totale

Introduction to Soil Mechanics and Stability

Overview of Chapter 1: Stability Against Overturning and Sliding

  • The chapter focuses on the critical concepts of stability against overturning and sliding, essential for ensuring the safety of structures.
  • It emphasizes that total stability is necessary, distinguishing between partial or elementary stability types.

Importance of Stability in Structures

  • Ensuring structural stability is crucial to prevent material and human damage, which can lead to significant financial losses.
  • A basic definition of stability is provided as static equilibrium, where no movement occurs—neither translation nor rotation.

Causes of Instability

Identifying Sources of Instability

  • Instability often arises from insufficient resistance due to defective materials used in construction.
  • Errors in dimensioning and calculations are also major contributors; proper design must ensure elements can withstand expected loads.

Types of Stability

Four Types of Stability Explained

  1. Stability Against Overturning
  • This type refers to the potential rotation or tipping over of a structure when subjected to excessive lateral forces.
  • An example includes a wall rotating about its base joint under pressure from soil.
  1. Stability Against Sliding
  • This involves horizontal displacement caused by lateral forces; it’s crucial that structures do not slide out of position.
  • The focus here is on preventing unwanted translations that could compromise structural integrity.
  1. Bearing Capacity (Vertical Displacement)
  • This type assesses how well the ground supports vertical loads without excessive sinking or settlement.
  • It's vital to ensure that pressures applied do not exceed the allowable limits for soil resistance.
  1. Resistance to Crushing
  • The final type ensures materials can withstand compressive forces without failure, maintaining overall structural integrity during operation.

Stability in Construction: Key Concepts

Understanding Masonry and Load Resistance

  • The discussion begins with the importance of masonry, particularly brickwork, which must support the weight of walls without exceeding material resistance limits.
  • It is crucial to ensure that materials do not fail under applied loads; this involves calculating stresses and comparing them against acceptable resistance levels.

Total Stability Criteria

  • Total stability is defined as the absence of movement or lack of resistance. The term "grep" is introduced as an acronym representing four types of instability:
  • G: No sliding
  • R: No overturning
  • E: No crushing of materials
  • P: No poising

Conditions for Structural Stability

  • The chapter focuses on environmental stability, specifically addressing sliding. It emphasizes that a structure may meet some stability conditions while failing others.
  • An example illustrates that a structure can be stable against overturning but not necessarily against sliding. If a structure fails any stability condition, recalculations are necessary to ensure overall safety.

Implications for Design and Materials

  • Changes in shape or construction materials can lead to sliding issues, highlighting the need for careful design considerations based on material properties and structural integrity.
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Stabilité totale Stabilité au renversement Stabilité au glissement Stabilité au poinçonnement Résistance à l'écrasement Pour télécharger le livre gratuitement en PDF: https://www.youtube.com/watch?v=OzC6lAmm-oo Sommaire 3 A) Chapitre 0 : Introduction à la mécanique des sols : 8 I. Définition de la géotechnique : 8 II. Projet type géotechnique 8 III. Domaine d'application de la géotechnique : 9 B) Chapitre 01 : Étude de la stabilité au renversement et au glissement : cas général 11 I. Introduction 11 II. Les différents types de stabilité : 11 III. Etude de stabilité des murs au renversement ( à la rotation ) 13 1) Pose du problème : 13 2) Etude de stabilité au renversement. 13 a) le moment stabilisant Ms (ou Moment Résistant) 13 b) le moment de renversement Mr 14 c) La condition de stabilité au renversement. 14 d) Exemple 01 : Vérification de la stabilité d’un mur au renversement 15 IV. Etude de la stabilité des murs au glissement 16 1) Pose du problème 16 2) Equations d’équilibre au glissement 17 3) Exemple 02 : Vérification de la stabilité au glissement 19 V. Fiche de calcul pour étudier la stabilité: 21 C) Chapitre 02 : Application sur les murs de clôture : Vérification et dimensionnement 23 I. Application N°1 : Etude de stabilité d’un mur de clôture en maçonnerie 23 II. Application N°2 : Calcul de la poussée maximale du vent que peut supporter un mur : 24 III. Application N°3 : Projet mur de clôture d’une commune rurale : 25 IV. Solution Exercice 01 : 27 V. Solution Exercice 02 : 33 D) Chapitre 03 : Calcul de la poussée des terres 36 I. Définition d’un mur de soutènement : 36 II. Types des murs de soutènement 37 a) Mur Poids 37 b) mur en béton armé 39 c) Mur à consoles 39 d) Mur à contreforts 39 e) Murs à bêche 40 III. Caractéristiques fondamentales d’un sol 41 1) Le poids volumique : 41 2) Portance du sol q = la pression que peut supporter un sol= Résistance maximale d’un sol. 42 3) Angle de talus naturel φ 42 4) La cohésion C 43 IV. Calcul de la Poussée des terres : 43 1) Introduction 43 2) Cas N°1 : Cas d’une seule couche de terre sans surcharge. 44 a) Calcul des pressions 44 b) Diagramme des pressions 45 c) Calcul de la poussée totale des terres Pterre 45 d) Exemple d’application 01 :Etude de stabilité d’un mur de soutènement en maçonnerie. 46 e) Cas d’un mur de soutènement en béton armé 48 3) Cas N°2 : cas d’une surcharge sur les terres à soutenir 50 4) Cas N°3 : cas de deux couches de terres de caractéristiques différentes 57 5) Cas N°4 : Calcul de la butée des terres 65 6) Cas N°5 : Calcul de la poussée des terres : cas d’un sol cohérent 68 7) Cas N°6 : Calcul de la poussée des terres : Présence de la nappe. 72 E) Chapitre 04 : Vérification du non écrasement des matériaux 79 I. Objectif du chapitre : 79 II. Principe de vérification : 79 III. Exemple d’application : 80 IV. Fiche de vérification du non-écrasement des matériaux 89 F) Chapitre 05 : Vérification du non-poinçonnement dans le sol 92 I. Objectif du chapitre : 92 II. Principe de vérification : 92 III. Exemple d’application : 94 G) Chapitre 06 : Exercices d’application sur l’étude de la stabilité des murs de soutènement 97 I. Exercice corrigé N° 01 : Vérification de la stabilité d’un mur en BA 97 II. Exercice corrigé N° 02 : Etude de la stabilité d’un mur de soutènement en briques. 100 III. Exercice corrigé N° 03 : Vérification de la stabilité d’un mur en béton armé.( Cas d’une surcharge) 106 IV. Exercice corrigé N° 04 : Dimensionnement d’un mur en BA 108 V. Exercice corrigé N° 05 : Calcul de la surcharge maximale 111 VI. Exercice corrigé N° 06 : Vérification et dimensionnement d’un mur de soutènement. 114 VII. Exercice corrigé N° 07 : Vérification de la stabilité d’un mur (cas de deux couches différentes) 120 VIII. Exercice corrigé N° 08 : Dimensionnement d’un mur en BA 124 IX. Exercice corrigé N° 09 : Calcul du poids volumique d’un mur 127 X. Exercice corrigé N° 10 : Vérification de la stabilité d’un mur( Cas d’une butée) 130 XI. Exercice corrigé N° 11 : Calcul des poussées appliquées sur un mur ( 3 couches avec présence de la nappe) 133 XII. Evaluation N°1 138 XIII. Evaluation N°2 139 XIV. Evaluation N°3 140 Bibliographie : 141