2.8. - La consolidation unidimensionnelle
Dans le cadre de la théorie de Terzaghi on suppose que
le drainage et les déformations sont uniquement verticaux. Des
études de Bourges et Mieussens (1979) ont montré que pour la
plupart des remblais, la déformation latérale
différée est de l'ordre de 20% du tassement mesuré.
L'erreur que l'on commet en calculant l'amplitude des tassements à
partir d'une théorie unidimensionnelle est donc
généralement admissible pour les ouvrages courants.
Davis et Poulos (1968) ont montré par exemple que, pour
une fondation dont la largeur B est égale à l'épaisseur H
de la couche compressible, supposée isotrope, le temps de consolidation
est de 2,6 fois plus petit pour 40% de degré de consolidation et 2 fois
plus petit pour 60% ,si le calcul est fait en tenant compte de la diffusion
horizontale des surpressions interstitielles et non plus seulement de
l'écoulement vertical. On voit donc que l'approximation de la
dissipation unidimensionnelle des surpressions interstitielles conduit à
une erreur importante, même pour des rapports B/H de l'ordre de 1. On
conçoit par ailleurs que l'incidence sera encore plus importante si la
perméabilité horizontale est supérieure à la
perméabilité verticale, hypothèse couramment admise,
compte tenu du mode de formation en strates horizontales, des couches de sols
compressibles. Ces observations montrent qu'il était donc tout à
fait justifié , sur un plan pratique, de mettre à la disposition
de l'ingénieur un moyen de calcul permettant de tenir compte
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de la diffusion bidimensionnelle des surpressions
interstitielles, tout en conservant le schéma du tassement
unidimensionnel.
Fig. 2. 3.- Comparaison des temps de
consolidation en fonction des considérations sur le sens de
l'écoulement de l'eau (MIEUSSENS et al, 1980)
2.9. - L'importance de la compression secondaire
La compression secondaire ou fluage est le tassement qui se
produit après qu'ait cessé toute surpression interstitielle. Elle
est généralement négligée pour les sols fins du
fait qu'elle soit mineure par rapport au tassement de consolidation. Mais D.
Rousselot nous dit que ce tassement est d'autant plus important que le sol est
plus organique. Pour certains sols, comme les tourbes ou les vases fortement
organiques, cette compression secondaire représente une partie
importante du tassement total du sol. De ce qui a été dit on voit
clairement que pour ces sols la théorie de Terzaghi donnerait pour le
calcul de tassement des erreurs forts remarquables, elle qui ne
considère que le seul tassement de consolidation.
2.10. - Conclusion
Les hypothèses émises par Terzaghi pour
modéliser le comportement hydromécanique qu'est la consolidation
présentent des limites. Elles ne doivent être utilisés pour
tous les sols fins (sols organiques, tourbes) ni à toutes les conditions
(écoulement à fort ou faible gradient hydraulique par exemple).
La modélisation est la première étape dans la
résolution par la méthode des éléments finis. De
son exactitude, dépendra la justesse des résultats. Au vu des
approximations, des réserves doivent accompagner cette théorie
dans l'analyse de ses résultats. L'étape suivant la
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modélisation est celle de la discrétisation puis
résolution. Comment se comporte l'équation de Terzaghi lors de la
résolution numérique par éléments finis? C'est la
question à laquelle nous allons nous atteler à donner une
réponse dans la prochaine partie de notre document.
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