Appelons σm la contrainte moyenne totale et Δσm sa variation :
Δσm = 1/3 (Δσ1 + Δσ2 + Δσ3),
Avec Δσ’1 = Δσ1 – u ; Δσ’2 = Δσ2 – u ; Δσ’3 = Δσ3,- u.
La variation de la contrainte effective moyenne s’écrit :
Δσ’m = 1/3 (Δσ’1 + Δσ’2 + Δσ’3) ;
Soit σ’m = 1/3 (Δσ1 + Δσ2 + Δσ3 – 3 Δu).
Cherchons dans des conditions non drainés, quel est le changement Δu en fonction du changement de contraintes totales.
Dans un premier temps, on suppose que la structure du sol (le squelette) possède un comportement élastique isotrope avec une compressibilité Cs.
;
où E et ν sont respectivement le module d’Young et le coefficient de Poisson du squelette.
La diminution de volume du squelette s’écrit :
- ΔVs = Vt Cs Δσ’m .
D’un autre côté, on suppose que la relation entre le changement de volume d’eau dans le sol et la pression interstitielle est linéaire, soit :
;
où Cw est la compressibilité de l’eau interstitielle (que l’on prend en compte ici).
La diminution du volume de l’eau est :
- ΔVw = Vw Cw Δu = - n VT Cw Δu.
On suppose que les grains du sol sont incompressibles et on peut alors écrire que la diminution du volume d’eau est égale à la diminution du volume du squelette du sol, soit :
- ΔVw = - ΔVs,
n VT Cw Δu = VT Cs Δσ’m,
donc
,
soit Δu =
[
(Δσ1 + Δσ2 + Δσ3) – Δu].
Ce que l’on peut écrire sous la forme :
On appelle B la valeur : ![](../medias/considerations-generales_clip_image012.gif)
Il vient Δu = BΔσ
m (équation 6.10.a).