Géotechnique : exercices et sujets d’examen

Mécanique des sols pour le génie civil : propriétés des sols, contraintes dans le sol, pression interstitielle et contrainte effective.

S’entraîner gratuitement sur ce coursS’entraîner sur ce coursPasser un examen blanc5 exercices gratuits chaque jour. Aucune carte bancaire requise.

Pack de révision (PDF)Formulaires, étapes de méthode et exercices avec corrigés complets, prêts à imprimer.

Thèmes de ce cours

  1. Contrainte effective dans les solsnappe en surface · nappe dans la couche · deux couchescalculs
  2. Tassement de consolidationargile normalement consolidée · argile surconsolidée · temps de consolidationcalculs
  3. Poussée hydrostatiqueparoi verticale · vanne immergée · centre de pousséecalculs

Conseils pour l’examen de Géotechnique

  • Contrainte effective = contrainte totale − pression interstitielle.
  • Sous la nappe phréatique, utilisez le poids volumique saturé pour la contrainte totale.
  • Dessinez le profil du sol avec chaque couche et la nappe phréatique avant de calculer.

Exemples corrigés

Contrainte effective dans les solsFacile
sableγsat​ = 20 kN/m³11 mnappe phréatiqueXz = 8 m

Pour le profil de sol représenté, trouvez la contrainte verticale totale σ au point X.

z = 8 mzw = 0 mγw = 9,81 kN/m³sable: γsat = 20 kN/m³

Calculer σ (kPa)

Afficher les indices
  1. Contrainte effective = contrainte totale − pression interstitielle.
  2. Prenez le poids volumique sec au-dessus de la nappe et le saturé en dessous.
  3. σ = 160 kPa.
Afficher la réponse et la solution pas à pas

Contrainte effective (Terzaghi) : le squelette du sol porte σ′ = σ − u. La contrainte totale σ est le poids de tout ce qui se trouve au-dessus du point, Σγ·h, avec le poids volumique sec au-dessus de la nappe et le poids volumique saturé en dessous. Sous la nappe, la pression interstitielle est hydrostatique : u = γw·(profondeur sous la nappe).

Contrainte totale

Additionnez le poids de chaque couche de sol au-dessus de X. Au-dessus de la nappe, prenez le poids volumique sec ; en dessous, le saturé.

σ = γsat·z = 20·8 = 160 kPa

Réponse

σ = 160 kPa
Tassement de consolidationMoyen
Δσ = 230 kPasableargileCc​ = 0,5, Cr​ = 0,02e0​ = 1,2σ′0​ = 50 kPaσ′p​ = 150 kPa2 mnappe phréatique

Une couche d’argile surconsolidée de 2 m d’épaisseur a Cc = 0,5, Cr = 0,02 et e₀ = 1,2. À mi-épaisseur, la contrainte verticale effective vaut 50 kPa et la pression de préconsolidation vaut 150 kPa. Un nouveau bâtiment ajoute 230 kPa de contrainte verticale à mi-épaisseur. Trouvez le tassement de consolidation primaire S en mm.

H = 2 mCc = 0,5Cr = 0,02e0 = 1,2σ′0 = 50 kPaσ′p = 150 kPaΔσ = 230 kPa

Calculer S (mm)

Afficher les indices
  1. Comparez la contrainte finale σ′₀ + Δσ à la pression de préconsolidation.
  2. σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > σ′p = 150 kPa.
  3. Découpez la plage de contraintes en σ′p : Cr de σ′₀ à σ′p, puis Cc de σ′p à σ′f.
Afficher la réponse et la solution pas à pas

Consolidation primaire d’une couche d’argile d’épaisseur H, avec la contrainte effective au milieu de la couche : σ′f = σ′0 + Δσ. Argile normalement consolidée : S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Une argile surconsolidée se recomprime selon Cr jusqu’à la pression de préconsolidation σ′p et ne suit Cc qu’au-delà. Temps : t = Tv·Hdr²/cv, où le chemin de drainage Hdr vaut H/2 lorsque l’eau peut s’évacuer en haut et en bas, et H lorsqu’une seule face est drainante.

Comparer avec la pression de préconsolidation

σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > 150 kPa

Tassement

Recompression jusqu’à σ′p, compression vierge au-delà.

S = 0,02·2/(1 + 1,2)·log₁₀(150/50) + 0,5·2/(1 + 1,2)·log₁₀(280/150)
S = 8,675 + 123,2 = 131,9 mm

Réponse

S = 131,9 mm

Comment fonctionne l’entraînement

  • « S’entraîner sur ce cours » mélange des exercices de tous ses thèmes, comme un vrai examen.
  • Chaque exercice a de nouvelles valeurs : vous apprenez la méthode, pas une réponse.
  • Bloqué ? Ouvrez d’abord un petit indice, et l’explication complète seulement si vous en avez besoin.
  • Les examens blancs sont chronométrés et sans indices ; vous obtenez votre score et une correction complète à la fin.

Calculatrices pour ce cours

Calculatrice de tassement de consolidationCalculatrice de masse volumique (masse, volume et masse volumique)

Cours associés

Entraînement à l’examen FE CivilHydrauliqueMécanique des fluidesPhysique pour l’ingénieurCalcul des structures
S’entraîner gratuitement sur ce coursS’entraîner sur ce coursPasser un examen blanc5 exercices gratuits chaque jour. Aucune carte bancaire requise.