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Contraintes effectives/totales dans le sol

Les contraintes normales verticales σ_z sont définies comme suit :

Cette formule, si on utilise la forme générale, décrit le concept de contraintes effectives :

Contraintes totale, effective et neutre dans le sol

Le concept de contraintes effectives n'est valable que pour des contraintes normales σ, parce que les contraintes de cisaillement τ ne sont pas transférées par l'eau et, par conséquent, elles sont toujours effectives. La contrainte totale est déterminée en utilisant les méthodes de la mécanique théorique. La contrainte effective est exprimée comme la différence entre la contrainte totale et la pression interstitielle (i.e. à partir d'un calcul; il est impossible de la mesurer). Les pressions interstitielles sont déterminées par les pratiques laboratoires et des méthodes de terrain, ou par le calcul. Il n'est pas si simple de donner une réponse claire et sans équivoque à la question de quand utiliser la tension totale, ou la contrainte effective dans le calcul. Le tableau ci-dessous présente les recommandations générales et valables dans la grande majorité des cas. Nous devons bien comprendre que la contrainte totale dépend du mode de chargement du sol par son poids propre et par les effets externes. Quand la pression de l'eau interstitielle est au repos, la pression interstitielle correspond à la pression hydrostatique. Si l'eau coule continuellement, la pression correspond à la pression hydrodynamique. Quant aux sols partiellement saturés avec un degré de saturation plus élevé, il doit être considéré que la pression interstitielle est générée à la fois dans l'eau et dans les bulles d'air.

Dans un milieu avec des sous-couches de sol, avec des poids volumiques des couches horizontales différents, la contrainte verticale totale est déterminée comme la somme des poids de toutes les couches de sol au dessus du point examiné, et de la pression interstitielle :