Variation de la Résistance au Cisaillement avec la Succion

Contexte : Le comportement des sols non saturésSols dont les vides contiennent à la fois de l'eau et de l'air. Leur comportement est plus complexe que celui des sols saturés ou secs..

En géotechnique, la stabilité des ouvrages en terre (pentes, talus, fondations) dépend de manière cruciale de la résistance au cisaillement du sol. Si les théories pour les sols secs ou saturés sont bien établies, la majorité des sols proches de la surface sont en réalité non saturés. Dans ces sols, la succion matriciellePression négative de l'eau interstitielle due aux forces capillaires. Elle "tire" les grains les uns vers les autres, augmentant la résistance du sol., due aux forces capillaires, joue un rôle fondamental en augmentant la résistance. Cet exercice a pour but de quantifier cet apport de résistance et de comprendre son importance pratique.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à appliquer le critère de rupture de Fredlund & Morgenstern, un modèle fondamental pour évaluer la stabilité des sols non saturés, et à comprendre le concept de cohésion apparente due à la succion.

Objectifs Pédagogiques

Comprendre l'influence de la succion matricielle sur la résistance au cisaillement d'un sol.
Appliquer l'équation de Fredlund pour calculer la résistance au cisaillement d'un sol non saturé.
Calculer et interpréter la notion de "cohésion apparente" générée par la succion.
Analyser l'impact d'une saturation (perte de succion) sur la stabilité d'un massif de sol.

Données de l'étude

Une étude géotechnique est menée pour évaluer la stabilité d'un talus constitué d'un limon argileux. Des essais en laboratoire ont permis de caractériser le matériau. On s'intéresse à la résistance du sol à une profondeur de 4 mètres.

Schéma de la situation étudiée

Caractéristique du sol	Symbole	Valeur
Poids volumique total	\(\gamma_t\)	19.0 kN/m³
Cohésion effective	\(c'\)	12 kPa
Angle de frottement effectif	\(\phi'\)	25°
Angle lié à la succion	\(\phi^b\)	14°

Questions à traiter

Calculer la contrainte normale totale verticale (\(\sigma_v\)) à 4 m de profondeur.
Déterminer la résistance au cisaillement (\(\tau\)) à cette profondeur si le sol est complètement saturé (nappe phréatique à la surface).
Déterminer la résistance au cisaillement (\(\tau\)) à cette profondeur en conditions non saturées, avec une succion matricielle \((u_a - u_w)\) de 80 kPa. La pression de l'air \(u_a\) est supposée nulle (atmosphérique).
Calculer la cohésion apparente (\(c_{\text{app}}\)) due à la succion.
Comparer les résistances obtenues aux questions 2 et 3 et conclure sur l'impact d'une remontée de nappe sur la stabilité du talus.

Les bases sur la résistance des sols non saturés

La résistance au cisaillement d'un sol est sa capacité à résister aux forces qui tendent à faire glisser une partie du sol par rapport à une autre. Pour les sols non saturés, cette résistance est significativement augmentée par la succion.

1. Critère de Mohr-Coulomb pour sols saturés
Pour un sol saturé, la résistance dépend de la contrainte effective (\(\sigma'\)), qui est la contrainte totale (\(\sigma\)) moins la pression de l'eau (\(u_w\)). \[ \begin{aligned} \tau &= c' + \sigma' \tan\phi' \\ &= c' + (\sigma_n - u_w) \tan\phi' \end{aligned} \]

2. Critère de Fredlund pour sols non saturés
Fredlund et Morgenstern (1978) ont étendu ce critère en introduisant un second terme lié à la succion matricielle \((u_a - u_w)\). \[ \tau = c' + (\sigma_n - u_a) \tan\phi' + (u_a - u_w) \tan\phi^b \] Où \((\sigma_n - u_a)\) est la contrainte normale nette et \(\phi^b\) est un angle qui représente le taux d'augmentation de la résistance avec la succion.

Correction : Variation de la Résistance au Cisaillement avec la Succion

Question 1 : Calculer la contrainte normale totale verticale (\(\sigma_v\)) à 4 m de profondeur.

Principe

La contrainte verticale totale en un point dans un massif de sol (appelée contrainte géostatique) est simplement le poids de la colonne de terre située au-dessus de ce point. C'est l'équivalent de la pression hydrostatique, mais pour un solide.

Mini-Cours

La contrainte est une mesure de la force par unité de surface. En mécanique des sols, on s'intéresse principalement à la contrainte verticale car elle est facile à calculer et représente la charge principale subie par un élément de sol en terrain plat. Elle augmente linéairement avec la profondeur.

Remarque Pédagogique

C'est toujours la première étape de tout calcul de géotechnique. Une erreur sur cette valeur initiale se propagera dans tous les calculs suivants. Prenez le temps de bien poser ce calcul simple.

Normes

Le calcul des contraintes dans le sol est une étape fondamentale du dimensionnement géotechnique, encadrée par des normes comme l'Eurocode 7 (NF EN 1997-1), qui définit les bases des calculs pour les fondations, les soutènements et la stabilité des pentes.

Formule(s)

Formule de la contrainte totale verticale

\sigma_v = \gamma_t \times z

Hypothèses

Pour appliquer cette formule simple, on pose les hypothèses suivantes :

Le massif de sol est considéré comme homogène (le même poids volumique partout).
La surface du sol est horizontale.
Les contraintes sont uniquement dues au poids propre du sol (pas de charge de surface).

Donnée(s)

On extrait les données pertinentes de l'énoncé.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Poids volumique total	\(\gamma_t\)	19.0	\(\text{kN/m}^3\)
Profondeur	z	4.0	\(\text{m}\)

Astuces

Pour un calcul mental rapide, on peut souvent approximer le poids volumique d'un sol à 20 kN/m³. Ainsi, 4 m de profondeur donnent environ 80 kPa. Cela permet de vérifier l'ordre de grandeur de votre résultat.

Schéma (Avant les calculs)

Visualisons la colonne de sol qui applique la charge.

Colonne de sol à la profondeur z

Calcul(s)

Application numérique

\begin{aligned} \sigma_v &= 19.0 \, \text{kN/m}^3 \times 4.0 \, \text{m} \\ &= 76.0 \, \text{kN/m}^2 \\ &= 76.0 \, \text{kPa} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

La contrainte augmente linéairement avec la profondeur.

Diagramme des contraintes totales

Réflexions

Cette valeur de 76 kPa représente la pression totale exercée par le sol à 4 m de profondeur. C'est notre point de départ. Pour les calculs de résistance, nous supposerons que la contrainte normale \(\sigma_n\) sur un plan de rupture potentiel est égale à cette contrainte verticale, une simplification courante pour les analyses préliminaires.

Points de vigilance

L'erreur la plus fréquente est la confusion d'unités. Assurez-vous que le poids volumique est en kN/m³ et la profondeur en m pour obtenir un résultat en kN/m², c'est-à-dire en kPa. Ne mélangez pas avec des kg ou des g/cm³ sans conversion.

Points à retenir

La contrainte géostatique totale est le produit du poids volumique par la profondeur (\(\sigma = \gamma \cdot z\)). C'est le concept le plus fondamental pour initier tout calcul de stabilité ou de tassement en géotechnique.

Le saviez-vous ?

Le concept de "contrainte" a été formalisé au 19ème siècle par Augustin-Louis Cauchy. Cependant, son application à la mécanique des sols et le principe de contrainte effective (que nous verrons ensuite) ont été développés par Karl von Terzaghi dans les années 1920, ce qui lui a valu le titre de "père de la mécanique des sols moderne".

FAQ

Questions fréquentes pour cette étape :

Résultat Final

La contrainte normale totale verticale à 4 m de profondeur est de 76.0 kPa.

A vous de jouer

Pour vérifier votre compréhension, quelle serait la contrainte totale à une profondeur de 6 m ?

Question 2 : Déterminer la résistance au cisaillement (\(\tau\)) si le sol est saturé.

Principe

La résistance d'un sol provient du frottement et de l'enchevêtrement des grains. Cette interaction est contrôlée par la "contrainte effective", c'est-à-dire la contrainte qui est réellement supportée par le squelette solide du sol. L'eau sous pression dans les pores "pousse" les grains les uns contre les autres, réduisant la contrainte effective et donc la résistance.

Mini-Cours

Le principe de la contrainte effective de Terzaghi est la pierre angulaire de la mécanique des sols. Il stipule que la contrainte totale \(\sigma\) est supportée par deux composantes : le squelette solide (contrainte effective \(\sigma'\)) et l'eau interstitielle (pression interstitielle \(u_w\)).
\(\sigma = \sigma' + u_w \Rightarrow \sigma' = \sigma - u_w\)
Seule la contrainte effective \(\sigma'\) génère de la résistance au cisaillement.

Remarque Pédagogique

Pensez à une éponge mouillée. Si vous la pressez doucement (contrainte totale), une partie de la force est utilisée pour expulser l'eau (augmentation de \(u_w\)) et l'autre partie pour compresser l'éponge elle-même (\(\sigma'\)). La résistance vient de la compression de l'éponge, pas de l'eau. Pour un sol, c'est pareil.

Normes

L'Eurocode 7 exige que les calculs de stabilité soient menés en utilisant les paramètres de résistance effectifs (\(c', \phi'\)) et en tenant compte des pressions interstitielles. Cette approche est fondamentale pour évaluer la sécurité à long terme des ouvrages.

Formule(s)

Formule de la résistance au cisaillement (saturé)

\tau = c' + (\sigma_n - u_w) \tan\phi'

Formule de la pression interstitielle

u_w = \gamma_w \times z

Hypothèses

Pour ce calcul, nous posons les hypothèses :

Le sol est entièrement saturé (pas de bulles d'air).
La nappe phréatique est à la surface du sol.
L'eau est au repos (conditions hydrostatiques, pas d'écoulement).
Le poids volumique de l'eau \(\gamma_w\) est pris égal à 10 kN/m³ pour simplifier.

Donnée(s)

On rassemble toutes les données nécessaires.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Cohésion effective	\(c'\)	12	\(\text{kPa}\)
Angle de frottement effectif	\(\phi'\)	25	\(\text{°}\)
Contrainte totale verticale	\(\sigma_v = \sigma_n\)	76	\(\text{kPa}\)
Poids volumique de l'eau	\(\gamma_w\)	10	\(\text{kN/m}^3\)
Profondeur	z	4	\(\text{m}\)

Astuces

L'ordre de grandeur de \(\tan\phi'\) pour les sols courants (25-35°) se situe entre 0.4 et 0.7. Si votre calcul donne une valeur très différente, vérifiez que votre calculatrice est bien en mode "degrés".

Schéma (Avant les calculs)

Visualisons la décomposition de la contrainte totale en contrainte effective et pression interstitielle.

Diagramme des contraintes à l'état saturé

Calcul(s)

Calcul de la pression interstitielle (\(u_w\))

\begin{aligned} u_w &= \gamma_w \times z \\ &= 10 \, \text{kN/m}^3 \times 4.0 \, \text{m} \\ &= 40 \, \text{kPa} \end{aligned}

Calcul de la contrainte effective (\(\sigma'_v\))

\begin{aligned} \sigma'_v &= \sigma_v - u_w \\ &= 76 \, \text{kPa} - 40 \, \text{kPa} \\ &= 36 \, \text{kPa} \end{aligned}

Calcul de la résistance au cisaillement (\(\tau\))

\begin{aligned} \tau &= c' + \sigma'_v \tan\phi' \\ &= 12 \, \text{kPa} + 36 \, \text{kPa} \times \tan(25^\circ) \\ &= 12 + 36 \times 0.4663 \\ &= 12 + 16.79 \\ &= 28.79 \, \text{kPa} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Visualisons la résistance sur le critère de Mohr-Coulomb.

Critère de Mohr-Coulomb (État de contrainte)

Réflexions

La résistance de 28.8 kPa représente la capacité minimale du sol à résister au glissement dans les conditions les plus défavorables (saturation complète). C'est la valeur de référence pour évaluer la sécurité à long terme d'un talus, car on doit toujours envisager la possibilité d'une remontée de nappe.

Points de vigilance

Ne jamais oublier de soustraire la pression de l'eau ! Utiliser la contrainte totale au lieu de la contrainte effective est l'une des erreurs les plus graves en mécanique des sols, car cela conduit à une surestimation majeure de la résistance et de la sécurité.

Points à retenir

La résistance d'un sol saturé est gouvernée par la contrainte effective. La pression de l'eau interstitielle est un "ennemi" de la stabilité car elle réduit la contrainte effective et donc la résistance au cisaillement.

Le saviez-vous ?

Le phénomène de liquéfaction des sables lors d'un séisme est un exemple extrême de l'effet de la pression interstitielle. Les secousses augmentent si rapidement la pression de l'eau que la contrainte effective devient nulle. Le sol perd alors toute sa résistance et se comporte comme un liquide.

FAQ

Questions fréquentes pour cette étape :

Résultat Final

En conditions saturées, la résistance au cisaillement à 4 m est de 28.8 kPa.

A vous de jouer

Calculez la résistance \(\tau\) si la nappe phréatique se trouvait à 2 m de profondeur (z=4 m).

Question 3 : Déterminer la résistance au cisaillement (\(\tau\)) avec une succion de 80 kPa.

Principe

Dans un sol non saturé, les ménisques d'eau entre les grains créent une tension superficielle qui tire les grains les uns vers les autres. Cet effet, appelé succion matricielle, agit comme une "pré-contrainte" interne qui augmente la contrainte de contact entre les grains et donc la résistance au cisaillement.

Mini-Cours

L'équation de Fredlund est une extension directe du critère de Mohr-Coulomb. Elle utilise deux variables de contrainte indépendantes : la contrainte normale nette \((\sigma_n - u_a)\) et la succion matricielle \((u_a - u_w)\). La première agit avec l'angle de frottement classique \(\phi'\), tandis que la seconde mobilise un angle \(\phi^b\) qui traduit l'efficacité de la succion à générer de la résistance.

Remarque Pédagogique

Visualisez la succion comme une "colle" temporaire entre les grains. Tant que le sol est humide mais pas saturé, cette colle est active. Si on sature le sol, la colle se dissout et on perd ce bonus de résistance. C'est pourquoi les glissements de terrain se produisent souvent après de fortes pluies.

Normes

Il n'existe pas encore de cadre normatif aussi rigide que l'Eurocode 7 pour les sols non saturés. Cependant, la prise en compte de la succion est de plus en plus courante dans les analyses de stabilité avancées, notamment pour les ouvrages en zone aride ou pour l'étude de l'impact des variations climatiques.

Formule(s)

Formule de Fredlund & Morgenstern (1978)

\tau = c' + (\sigma_n - u_a) \tan\phi' + (u_a - u_w) \tan\phi^b

Hypothèses

En plus des hypothèses précédentes :

La pression de l'air interstitiel \(u_a\) est égale à la pression atmosphérique, et est prise comme référence (pression de jauge = 0 kPa).
L'angle \(\phi^b\) est supposé constant, bien qu'en réalité il puisse varier avec le degré de saturation.

Donnée(s)

Nous utilisons toutes les données de l'énoncé.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Cohésion effective	\(c'\)	12	\(\text{kPa}\)
Angle de frottement effectif	\(\phi'\)	25	\(\text{°}\)
Angle lié à la succion	\(\phi^b\)	14	\(\text{°}\)
Contrainte normale totale	\(\sigma_n\)	76	\(\text{kPa}\)
Pression de l'air (jauge)	\(u_a\)	0	\(\text{kPa}\)
Succion matricielle	\((u_a - u_w)\)	80	\(\text{kPa}\)

Astuces

Le calcul est une simple addition de trois termes : la cohésion intrinsèque, la résistance par frottement (comme si le sol était sec), et le bonus de résistance dû à la succion. Identifiez bien ces trois parties pour ne pas vous tromper.

Schéma (Avant les calculs)

L'effet de la succion au niveau des grains.

Ménisques et forces de succion au niveau microscopique

Calcul(s)

Calcul de la composante de frottement net

\begin{aligned}(\sigma_n - u_a) \tan\phi' &= (76 - 0) \tan(25^\circ) \\ &= 76 \times 0.4663 \\ &= 35.44 \, \text{kPa} \end{aligned}

Calcul de la composante de succion

\begin{aligned}(u_a - u_w) \tan\phi^b &= 80 \times \tan(14^\circ) \\ &= 80 \times 0.2493 \\ &= 19.94 \, \text{kPa} \end{aligned}

Calcul de la résistance totale au cisaillement (\(\tau\))

\begin{aligned} \tau &= c' + (\sigma_n - u_a) \tan\phi' + (u_a - u_w) \tan\phi^b \\ &= 12 + 35.44 + 19.94 \\ &= 67.38 \, \text{kPa} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

La succion décale l'origine de la droite de rupture, augmentant la cohésion.

Décalage de l'enveloppe de rupture

Réflexions

La résistance passe de 28.8 kPa (saturé) à 67.4 kPa (non saturé). C'est une augmentation de 134% ! Cela montre à quel point la succion contribue de manière significative à la stabilité du sol dans son état naturel. Ignorer cet effet est très conservateur, mais le prendre en compte nécessite de s'assurer qu'il sera maintenu dans le temps.

Points de vigilance

Attention à bien utiliser les deux angles distincts : \(\phi'\) pour la contrainte nette et \(\phi^b\) pour la succion. L'utilisation de \(\phi'\) pour les deux termes est une erreur conceptuelle qui surestimerait encore plus la résistance.

Points à retenir

La résistance des sols non saturés a trois composantes : la cohésion effective \(c'\), le frottement effectif \((\sigma_n - u_a) \tan\phi'\), et la cohésion due à la succion \((u_a - u_w) \tan\phi^b\).

Le saviez-vous ?

La mesure de la succion sur le terrain est complexe. On utilise des appareils appelés tensiomètres. Les modèles les plus performants peuvent mesurer des succions très élevées, mais leur utilisation reste délicate. La relation entre la succion et la teneur en eau (la courbe de rétention d'eau) est une caractéristique fondamentale de chaque sol non saturé.

FAQ

Questions fréquentes pour cette étape :

Résultat Final

Avec une succion de 80 kPa, la résistance au cisaillement est de 67.4 kPa.

A vous de jouer

Calculez la résistance \(\tau\) si, après une période sèche, la succion montait à 120 kPa.

Question 4 : Calculer la cohésion apparente (\(c_{\text{app}}\)) due à la succion.

Principe

La cohésion apparente est une manière pratique de représenter l'effet de la succion. On regroupe la cohésion "vraie" du matériau (\(c'\)) et le bonus de résistance apporté par la succion en un seul terme. Cela permet de visualiser l'effet de la succion comme une simple augmentation de la cohésion du sol.

Mini-Cours

En réarrangeant l'équation de Fredlund, on peut l'écrire sous une forme qui ressemble au critère de Mohr-Coulomb classique :
\(\tau = \underbrace{[c' + (u_a - u_w) \tan\phi^b]}_{c_{\text{app}}} + (\sigma_n - u_a) \tan\phi' \)
Le terme \(c_{\text{app}}\) est la "cohésion apparente". Il représente l'ordonnée à l'origine de la droite de rupture dans le plan (\(\tau\), \(\sigma_n - u_a\)).

Remarque Pédagogique

Le mot "apparente" est crucial. Il souligne que cette cohésion n'est pas une propriété intrinsèque et permanente du sol. Elle dépend entièrement de l'état hydrique du sol et peut disparaître. C'est un gain de stabilité temporaire et non fiable à long terme sans protection.

Normes

Il n'y a pas de norme spécifique pour ce calcul, car c'est une simple réorganisation de la formule de Fredlund. Cependant, le concept est utilisé dans des logiciels de calcul de stabilité pour simplifier la représentation des résultats.

Formule(s)

Formule de la cohésion apparente

c_{\text{app}} = c' + (u_a - u_w) \tan\phi^b

Hypothèses

Les hypothèses sont les mêmes que pour la question 3 : la pression de l'air est nulle et l'angle \(\phi^b\) est constant.

Donnée(s)

On utilise les données relatives à la cohésion et à la succion.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Cohésion effective	\(c'\)	12	\(\text{kPa}\)
Angle lié à la succion	\(\phi^b\)	14	\(\text{°}\)
Succion matricielle	\((u_a - u_w)\)	80	\(\text{kPa}\)

Astuces

Ce calcul isole l'impact de la succion sur l'ordonnée à l'origine. Si on vous demande "de combien la succion a augmenté la cohésion ?", la réponse est simplement le second terme : \((u_a - u_w) \tan\phi^b\).

Schéma (Avant les calculs)

L'ordonnée à l'origine de l'enveloppe de rupture correspond à la cohésion effective c' pour le sol saturé.

Représentation de la cohésion effective c'

Calcul(s)

Calcul de l'augmentation de cohésion due à la succion

\begin{aligned} \Delta c_{\text{succion}} &= (u_a - u_w) \tan\phi^b \\ &= 80 \, \text{kPa} \times \tan(14^\circ) \\ &= 19.94 \, \text{kPa} \end{aligned}

Calcul de la cohésion apparente totale (\(c_{\text{app}}\))

\begin{aligned} c_{\text{app}} &= c' + \Delta c_{\text{succion}} \\ &= 12 \, \text{kPa} + 19.94 \, \text{kPa} \\ &= 31.94 \, \text{kPa} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

La cohésion apparente \(c_{app}\) est la nouvelle ordonnée à l'origine pour le sol non saturé.

Représentation de la cohésion apparente \(c_{app}\)

Réflexions

La cohésion du sol passe de 12 kPa à près de 32 kPa, soit une augmentation de 166% de ce seul paramètre. Cela montre clairement que, pour les sols fins, la succion agit principalement comme un "ciment" temporaire, augmentant fortement la cohésion sans modifier l'angle de frottement.

Points de vigilance

Ne pas confondre la cohésion apparente \(c_{\text{app}}\) avec l'augmentation de cohésion. L'augmentation est seulement le terme \((u_a - u_w) \tan\phi^b\). La cohésion apparente est la somme de la cohésion effective ET de cette augmentation.

Points à retenir

La succion dans un sol non saturé crée une cohésion apparente. Cette cohésion est la somme de la cohésion effective du matériau et d'un terme proportionnel à la succion. Elle est la principale source du gain de résistance par rapport à l'état saturé.

Le saviez-vous ?

C'est ce phénomène de cohésion apparente qui vous permet de construire un château de sable ! Le sable sec (\(c'=0\)) n'a aucune cohésion. Le sable saturé non plus. Mais le sable juste humide a une succion qui crée une cohésion apparente suffisante pour maintenir les murs de votre château.

FAQ

Questions fréquentes pour cette étape :

Résultat Final

La cohésion apparente totale du sol sous 80 kPa de succion est de 31.9 kPa.

A vous de jouer

Quelle serait la cohésion apparente si la succion n'était que de 30 kPa ?

Question 5 : Comparer les résistances et conclure sur l'impact d'une remontée de nappe.

Réflexions

Résistance en condition saturée (Q2) : 28.8 kPa.
Résistance en condition non saturée avec 80 kPa de succion (Q3) : 67.4 kPa.

La résistance au cisaillement est plus que doublée (environ 2.3 fois plus grande) en présence de succion.

Conclusion

Conclusion sur la stabilité : Une saturation complète du sol, par exemple après de fortes pluies, provoquerait une perte totale de la succion. Cela entraînerait une chute drastique de la résistance au cisaillement (de 67.4 kPa à 28.8 kPa). Cette réduction massive de la résistance rendrait le talus beaucoup plus susceptible de glisser. La succion est donc un paramètre clé mais non permanent qui assure une part importante de la stabilité des talus en sols fins.

Outil Interactif : Simulateur de Résistance

Utilisez les curseurs pour faire varier la contrainte normale nette et la succion matricielle. Observez en temps réel l'évolution de la résistance au cisaillement et de la droite de rupture du sol.

Paramètres d'Entrée

Contrainte Normale Nette \((\sigma_n - u_a)\) 76 kPa

Succion Matricielle \((u_a - u_w)\) 80 kPa

Résultats Clés

Cohésion Apparente (kPa) -

Résistance au Cisaillement \(\tau\) (kPa) -

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. Qu'arrive-t-il à la résistance au cisaillement d'un sol fin lorsque la succion matricielle augmente ?

Elle diminue.
Elle augmente.
Elle ne change pas.

2. Dans l'équation de Fredlund, que représente le terme \((u_a - u_w) \tan\phi^b\) ?

La cohésion due aux minéraux argileux.
La résistance due au frottement entre les grains.
La contribution de la succion à la résistance.

3. Une forte pluie sur un talus en sol fin non saturé est dangereuse car :

Elle diminue la succion et donc la résistance.
Elle augmente le poids des grains.
Elle augmente l'angle de frottement \(\phi'\).

Glossaire

Succion Matricielle \((u_a - u_w)\): Différence entre la pression de l'air interstitiel et la pression de l'eau interstitielle. Dans les sols non saturés, l'eau est en tension (pression négative), créant un effet de "succion" qui lie les particules de sol.
Résistance au cisaillement (\(\tau\)): Contrainte maximale qu'un sol peut supporter parallèlement à un plan de rupture avant de céder.
Cohésion Apparente: Cohésion totale d'un sol non saturé, qui inclut la cohésion effective (liée à la nature du sol) et une composante due à la succion. Cette dernière est "apparente" car elle disparaît si le sol devient saturé.
Contrainte Effective (\(\sigma'\)): Contrainte qui contrôle le comportement mécanique du sol (résistance, déformation). Elle représente la force transmise entre les grains du sol.