Création d’un Remblai sur un Terrain Mixte
Comprendre la Création d’un Remblai sur un Terrain Mixte
Vous êtes ingénieur civil et vous travaillez sur un projet de construction d’une route qui traverse divers types de terrains. Le projet nécessite la création d’un remblai sur un terrain mixte pour niveler la surface de la route. Le terrain en question est composé d’une combinaison de sol argileux et de gravier. Votre tâche est de concevoir et de planifier le remblai pour assurer une fondation stable pour la route.
Pour comprendre le Calcul de Remblais et Déblais, cliquez sur le lien.
Données:
- Longueur du remblai: 500 mètres.
- Largeur moyenne du remblai: 10 mètres.
- Hauteur moyenne du remblai: 2 mètres.
- Type de sol:
- 60% argileux avec un angle de frottement interne de 25° et une cohésion de 15 kPa.
- 40% gravier avec un angle de frottement interne de 40° et négligeable en cohésion.
- Densité de l’argile: 1,7 g/cm³.
- Densité du gravier: 2,0 g/cm³.
- Capacité portante du sol existant: 150 kPa.
- Charge de trafic estimée: 30 kN/m².
- Précipitations annuelles dans la région: 800 mm.

Questions:
1. Calcul de volume du remblai: Déterminez le volume total de matériaux nécessaires pour le remblai.
2. Sélection des matériaux: Choisissez le type de matériau approprié pour le remblai en considérant les propriétés du sol.
3. Analyse de stabilité: Évaluez la stabilité du remblai en calculant le facteur de sécurité contre le glissement et le tassement.
4. Drainage: Proposez un système de drainage efficace pour gérer les précipitations annuelles et prévenir l’érosion du remblai.
5. Impact environnemental: Analysez l’impact environnemental du projet de remblai, notamment en termes de perturbation du sol et de la faune locale.
Correction : Création d’un Remblai sur un Terrain Mixte
1. Calcul du volume du remblai
Le volume d’un remblai se calcule en supposant une forme géométrique simple (prisme rectangulaire ici). La longueur, largeur moyenne et hauteur moyenne sont fournies.
Formule :
\[ \text{V} = \text{Long} \times \text{Largeur moyenne} \times \text{H moyenne} \]
Données :
- Longueur = 500 m
- Largeur moyenne = 10 m
- Hauteur moyenne = 2 m
Calcul :
\[ \text{Volume} = 500 \, \text{m} \times 10 \, \text{m} \times 2 \, \text{m} \] \[ \text{Volume} = 10\,000 \, \text{m}^3 \]
Conclusion :
Le volume total de matériaux nécessaires est 10 000 m³.
2. Sélection des matériaux
Le choix dépend des propriétés mécaniques et hydrauliques des matériaux :
- Argile : Cohésion élevée (15 kPa) mais angle de frottement faible (25°) et sensibilité à l’eau.
- Gravier : Angle de frottement élevé (40°), perméabilité supérieure, mais cohésion nulle.
Analyse :
- Le gravier offre une meilleure stabilité (angle de frottement élevé) et un drainage efficace, crucial avec 800 mm de précipitations annuelles.
- L’argile peut être utilisée en complément pour sa cohésion, mais nécessite un drainage renforcé.
Proposition :
Utiliser un mélange optimisé :
- Cœur en argile compactée (60%) pour limiter l’infiltration d’eau.
- Enveloppe en gravier (40%) pour stabiliser les pentes et drainer.
3. Analyse de stabilité
3.1 Facteur de sécurité contre le glissement
Le facteur de sécurité (FS) compare la résistance au cisaillement du sol aux forces motrices. Utilisation de la formule en « pente infinie » simplifiée :
Formule :
\[ FS = \frac{c + (\gamma \cdot h \cdot \cos^2 \beta) \cdot \tan \phi}{\gamma \cdot h \cdot \sin \beta \cdot \cos \beta} \]
Données :
– Paramètres moyens pondérés (60% argile, 40% gravier) :
- \(c = 0.6 \times 15 \, \text{kPa} = 9 \, \text{kPa}\)
- \(\phi = 0.6 \times 25^\circ + 0.4 \times 40^\circ = 31^\circ\)
- \(\gamma = 0.6 \times 1.7 \, \text{g/cm}^3 + 0.4 \times 2.0 \, \text{g/cm}^3 = 1.82 \, \text{g/cm}^3 = 17.85 \, \text{kN/m}^3\)
– \(h = 2 \, \text{m}\), \(\beta = 33.69^\circ \quad \text{(pente supposée 1:1.5)}\)
Calcul :
\[ \cos \beta \approx 0.832 \]
\[ \sin \beta \approx 0.5547 \]
\[ \tan \phi \approx 0.6009 \]
Numérateur :
\[ 9 + (17.85 \times 2 \times 0.692) \times 0.6009 = 9 + 14.82 = 23.82 \]
Dénominateur :
\[ 17.85 \times 2 \times 0.461 = 16.44 \, \text{kPa} \]
FS :
\[ FS = \frac{23.82}{16.44} \] \[ FS \approx 1.45 \]
Conclusion :
Le FS est insuffisant (1.45 < 1.5). Solutions :
- Aplatir la pente (ex. 1:2 pour \(\beta \approx 26.57^\circ\)).
- Ajouter des géotextiles ou des armatures.
3.2 Tassement
Le tassement dépend de la compressibilité du sol existant.
Données :
- Charge totale = Poids du remblai + trafic = \((17.85 \, \text{kN/m}^3 \times 2 \, \text{m}) + 30 \, \text{kN/m}^2 = 65.7 \, \text{kPa}\)
- Capacité portante du sol = 150 kPa.
Calcul :
\[ FS \text{ portance} = \frac{150}{65.7} \] \[ FS \text{ portance} \approx 2.28 \quad (\text{satisfaisant}) \]
Conclusion :
Aucun tassement significatif n’est attendu si le sol est bien compacté.
4. Drainage
Proposition :
- Drains longitudinaux en gravier au pied du remblai.
- Couche drainante en gravier (20 cm) sous le remblai.
- Buses enterrées pour évacuer l’eau vers des zones sécurisées.
- Végétalisation des pentes pour limiter l’érosion.
Justification :
Le gravier permet une infiltration rapide, et les buses évitent l’accumulation d’eau.
5. Impact environnemental
Analyse :
- Perturbations : Destruction d’habitats, érosion pendant les travaux.
- Solutions :
- Limiter la zone de chantier.
- Reboisement après construction.
- Utiliser des matériaux locaux (60% argile, 40% gravier).
- Mise en place de bassins de rétention pour limiter les ruissellements.
Conclusion :
Un plan de gestion environnementale (PGD) est indispensable pour minimiser les impacts.
Synthèse finale :
Le remblai nécessite 10 000 m³ d’un mélange argile-gravier, avec un système de drainage renforcé et une pente de 1:2 pour garantir \(FS > 1.5\). Une attention particulière est portée à la préservation de l’environnement.
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