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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
l’Équipement, le solde étant apporté par les partenaires sous la
forme de cotisations et d’apports en nature.
4.2
Les expérimentations en vraie grandeur
de CLOUTERRE I.
Sur le site expérimental du CEBTP à Saintt-Rémy-lès-
Chevreuse, il a été possible de réaliser trois expérimentations en
vraie grandeur de murs en sol cloué, construits dans des massifs
de sable de Fontainebleau rapporté aux caractéristiques bien
contrôlées. Ils sont sommairement décrits ci-après.
4.2.1 Mur n° 1 en sol cloué poussé jusqu’à la rupture.
Ce mur de 7 m de hauteur en sable a été réalisé par phase
d’excavation de 1 m de hauteur avec des clous scellés de 6 à 8 m
de longueur et dotés d’une certaine résistance à la flexion car
constitués de tubes. L’ouvrage avait été calculé avec un
coefficient de sécurité global suffisamment faible (F = 1,1) pour
pouvoir être rompu facilement en saturant progressivement le sol
à partir de la tête du mur, ce qui diminuait la cohésion apparente
du sable et augmentait son poids volumique total. Grâce à
l’instrumentation très complète mise en place, il a été possible
d’effectuer de nombreuses mesures (tractions dans les clous,
déplacements du parement, déformation du massif en sol cloué,
etc.). De plus, la rupture n’ayant pas été totale, le parement
s’étant enfoncé et bloqué dans le sol de fondation, l’excavation
du mur a permis une investigation très complète du
comportement de l’ouvrage à la rupture (Figure 3).
Figure 3. Observations lors de l’excavation du mur en sol cloué après sa
rupture (1
ère
expérimentation en vraie grandeur au CEBTP)
En particulier la flexion des clous au voisinage de la rupture
entraîne l’existence d’une zone de cisaillement dans le sol autour
de la ligne des points de traction maximale dans les clous, ainsi
qu’en règle générale un aspect non brutal mais ductile de la
rupture du mur.
4.2.2. Mur en sol cloué avec étude de la phase d’excavation.
L’objectif de ce mur expérimental n°2 du CEBTP fut d’étudier la
stabilité, aussi bien locale que globale, d’un massif en sol cloué
en phase d’excavation. Pour ce faire, un mur en sol cloué de 3 m
de hauteur à été construit puis poussé à la rupture par
augmentation de la hauteur d’excavation en pied de mur de 1 m
à 3 m. À la première passe (1 m de hauteur d’excavation),
l’excavation, comme le mur, était stable. À la deuxième passe
(2 m de hauteur d’excavation), une rupture localisée s’est
produite suivie d’une stabilisation par formation d’une voûte,
mais le mur est globalement resté stable. À la troisième passe
(3m de hauteur d’excavation), l’effet de voûte se détruit et la
rupture locale se propage jusqu’à la surface conduisant à une
rupture globale et interne du mur.
Figure 4. Stabilité et rupture de la phase d’excavation dans le mur en sol
cloué n°2 du CEBTP.
4.2.3. Mur n° 3 en sol cloué avec rupture par insuffisance
de longueur des clous.
La troisième expérimentation d’un mur en sol cloué au CEBTP,
de 6m de hauteur, a permis d’étudier le mode de rupture par
insuffisance de longueur des renforcements. Il a été mis en place
des clous télescopiques dont on pouvait réduire la longueur. La
rupture s’est produite lorsque a été atteinte une répartition de
clous très courts à la base du mur et augmentant progressivement
de longueur vers le haut du mur .Cette disposition a imposé la
forme de la surface de glissement correspondant à une rupture
intermédiaire entre le mode par défaut d’adhérence et le mode
par rupture externe.
4.3
Principaux résultats de Clouterre I.
Le mur n°1 a montré la forme de la ligne des tractions
maximales dans les clous, laquelle n’évolue pas jusqu’à
l’initiation de la rupture qui est progressive, ainsi qu’une certaine
mise en flexion des clous au voisinage de la rupture.
Le mur n°2 a montré que la stabilité du mur durant sa
construction était liée au développement d’un effet de voûte lors
des phases d’excavation, ce qui a notamment donné des
informations sur la limite du procédé.
Le frottement sol/clou a quant à lui fait l’objet d’études
approfondies tant expérimentales que théoriques, avec comme
dans la Terre Armée la notion de coefficient de frottement
apparent
* liée à une dilatance en partie empêchée de la partie
granulaire du squelette du sol.
Une part importante des recherches a été consacrée à la mise
au point d’une méthode dimensionnement à l’état limite ultime
(ELU). Le choix a été porté sur une méthode à la rupture
utilisant des surfaces de rupture circulaires, notamment calée sur
le mur en vraie grandeur n°1. Il a notamment été développé une
méthode dite du multicritère (Schlosser, 1982) qui permet de
déterminer le torseur (T
n
, T
c
, M) des efforts au point de traction
maximale dans un clou. Elle fait intervenir des critères de
rupture portant sur les constituants et les interactions entre
constituants :
- interaction de frottement latéral sol/clou :
q
s
- interaction de pression latérale sol/clou :
p
p
max
- matériau constitutif du clou :
k (cission)
Cela conduit à quatre critères compte tenu de l’assimilation
des clous à de poutres. Il en résulte dans le plan (Tn, Tc) des
efforts de traction et de cisaillement un domaine de stabilité qui
permet de déterminer l’effort résultant maximal (Figure 5)
Le multicritère permet de prendre en compte un effort de
cisaillement dans les clous, qui est souvent négligé dans le
dimensionnement des murs en sol cloué, mais qui devient
prépondérant dans le clouage vertical utilisé pour la stabilisation
des pentes. Cette méthode de dimensionnement fut la première
en mécanique des sols à utiliser le calcul semi probabiliste avec
coefficients de sécurité partiels et coefficients de pondération sur
les actions, ce qui est maintenant devenu la règle dans les
Eurocodes.
