CONNAISSANCES SUR LA MECANIQUE DES SOLS
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1. i i m L b ho 4 E d m kk K K E m k ud K bh uH Eg CURE POUR cs MODs 34 A Cas j 9 Coe 9 SES Es Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail MAIS RO MOON DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION i E E m R B i P 1 E E i E sd r LJ F a i 3 E LH G k Ud k DB k d EH k W EH bh ud K k i P F B EH k Hd EH k HH k d E k k ud K F u d jk d E k d k d OH k k ud EH E i B Eu k k k k ud mH F u d E jk d k d k d k X k ud K k w zl B Eu k EH k E d k k ud F PRH MRA R EAEE EEES RESUME THEORIQUE ELI amp ho d E k d k d k d k k ud E i B E k Hd EH k d E k k ud mH Kk lr p GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES CONNAISSANCES MODULE 14 SUR LA MECANIQUE DES SOLS2. Rapport du volume des vides au volume des grains solid es Vv Vs L indice des vides d unsolpeut tre suprieur 1 cas xtrme des argiles de mexico e gt 13 La porosit n Rapport du volume des vides au volume total du sol N Vv V La porosit d un sol est toujours infrieure 1 La teneure en eau Rapport du poids des grains solides pour un volume donn de sol Dans cette d finition on convient de prendre en compte l eau qui s est vapore aprs un schage du sol dans une tuve 105 C jusqu poids constant de l chantillon On l exprime en pourcentage W Ww Ws x 100 9o La teneur en eau d un sol peut dpasser 100 96 Le degr de saturation Rapport du volume de l eau au volume des Vides L indique dans quelle proportion les vides sont remplis par l eau 1l s exprime galement en pourcentage Sr Vw Vv x 100 9o Relation entre les parametres Les param tres que l on vient de d finir ne sont par ind pendants Il est courant que l on ait besoin de calculer certains d entre eux a partir de la mesure des autre Les relations les plus importantes sont les suivantes Chef De Chantier Travaux Publics R sum De Th orie Et Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols N e l e W e Sr yw ys E n l n Pour les sols satur s e w x ys yw yh 1 w x ys 1 1 l n ys Sr n yw yd ys 1 n ys 14e Pour les sols satur s ysat yd
3. On proc de exp rimentalement par tamisage pour les l ments par s dimentom trie pour les l ments fins est importante Le d eau voie humide Sinon il peut s effectuer par voie s che Tamisage des vibrations L essai L essai de tamisage se fait Paded une colonne de tamis soumise lesen noun de est normalis La quantit de mat riau retenue par un tamis s appelle qua mat riau qui passe au travers d un tamis s appelle le NA tamisat En d signant par Rj les refus Ti les tamis ts on a au ni me tamis d une colonne de tamisage de diam tre moyen gt 100u et tamisa ge se fait sous un courant z Chef De Chantier Travaux Publics R De Th orie E Guido De Travaux Pain Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Tn 1 Rn Tn refus r n 1 tamisat Rn lt gt Tn n4 1 lt n 2 COLONNE DE TAMISSAGE S dimentom trie Pour les particules inf rieures a 100 les forces de He surface inter particulaires sont trop importantes apparition de la coh sion et les amina ndenta s gglom rer On proc de par s dimentom trie m thode bas e sur l applic ation J hi deseos phnomne de d cantation des grains de sol dans une solution BL cob densimetre particules de sol dispers es dana w une solution d flouculante ESSAIS DE SEDIMENTOMETRIE La loi de stockes donne la vitesse limite d une particule descendant sous l action de sph rique la pesan
4. des essais d ATTERBERG wwwW dimaista com Chef De Chantier Travaux Publics 20 R sum De Th orie Et Guide De Travaux Pratique Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols B d J F n On peut consid rer que l erreur sur la limite de est de l ordre de 0 5 pour un laboratoire exerc Celle sur la limite plasticit tre estim e 2 96 Malgr leur d finition tr s arbitraire et le caract re un peu simpliste du processus exp rimental les r sultas pr sentent grande fid lit et les essais d ATTERBERG constituent des essais d identification et de classification fort utiles pour l ing nieur SKEMPTON a montr que l indice de plasticit est en relation a peu pr s lini re avec le pourcentage en poids des grains inf rieurs 2u teneur en argile Or ce sont ces l ments fins qui sont dangereux pour la construction en raison de la pr sence d eau absorb e Le rapport de ces deux pourcentages est appelactivit collo dale de l argile une argile inactive a une activit lt 0 75 aa Une argile normale a une activit comprise entre 0 75 et 1 25 Une argile active a une activit gt 1 25 On se m fiera tout particuli rement des argiles qui ont un double caract re de plasticit et d activit On notera enfin que dans les sols en place la teneur en eau naturelle W g n ralement comprise entre WL et WP tr
5. int r t d une Enfin dans le cas des ouvrages ou l exp rience pratique s impose encore sur le calcul choix des structures en g otechnique routi re par exemple L utilisation d une classification est indispensable On d finit galement l indice de liquidit IL W WP WL WP W WP IP Pour une argile donne plus cet lus l argil plus elle est dangereuse On NL ce M qui arrive parfois IL est B La classification LPC laboratoire des ghauss es tte la classification LPC couramment utilis e en Er classification utilise les r sultats fournis par l granu om trie et les finies ATTERBERG ainsi quelques essais compl mentaires voisine de l tat liquide donc sup rieur 1 qui seront vu au chapitre suivant Sols granulom trie uniforme Lorsque les dimensions des grains sont peu diff rentes donn e M J on adopte la classification c Sols pulv rulents dmoy gt 20 cailloux Graves gros sable sable fin Sols coh rents lt 20 u limon argile En fait les limons ne se diff rencient des argiles que par les valeurs des limites d ATTERBERG comme indiqu ci apr s Sols a granulom trie non uniforme Sols grenus dont 50 des l ments en poids ont un gt 80 u diam tre Sols fins dont 50 des l ments en poids en un diam tre gt 80 u Sols organiques dont la teneur en mati re organique est Elle utilise les r sultats des essais d ATTERBERG p
6. s 4 solide x X W v ysat poids volumique satur lorsque l eau occupe la totalit des vides L yapoids volumique sec yd Ws v LJ yspoids volumique des grains solides Ys ws vs WwwW dimai Chef De Chantier Travaux Publics h D www dimaista com R sum De Th orie Et Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols 1 yw poids volumique de l eau Yw Wwl vw 1 y poids volumique d jaug lorsque le sol est enti rement immerg Quand il ne peut y avoir confusion on utilise quelquefois la notion y au lieu de yh yat ou yd L utilisation des poids volumiques y au lieu des masses volumiques p permet d viter l introduction de l acc Iration de la pesanteur g y pg B Parametres sans dimensions Ce sont des param tres tr s importants et essentiellement variables pour un sol donn Ils indiquent dans quelles proportions se trouvent les diff rentes phases du sol et caract risent l tat dans lequel se trouve le squelette du sol tat de compactibilit l che ou serr e On d finira successivement en se reportant la figure On rencontrera parfois la notion de densit d un sol par rapport l eau La notion utiliser sera alors par exemple yd yw pour la densit sche Bien qu il s agisse d un paramtre sans dimension nous l incluons pas dans le paragraphe et en principe nous n utiliserons pas cette notion L indice des vides
7. 3 d termination de la limite de retrait htto www dimaista com Chef De Chantier Travaux Publics H sum De Th orie Et e BE Ea ap a Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols adim d x b MODULE 14 CONNAISSANCE SUR LA MECANIQUE DES SOLS Dur e 60 heures OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT COMPORTEMENT ATTENDU Pour d montrer sa comp tence le stagiaire doit savoir d terminer le type des sols et les caract ristiques demander par les bureaux d tudes b ton arm selon les conditions les crit res et les pr cisions qui suivent CONDITIONS D EVALUATION Individuellement A partir des questions de cours A partir des exercices not s CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE Connaitre les types des sols Respecter les normes fixer par le laboratoire des pont et chauss e utilisation correcte des mat riels du laboratoire savoir faire les calculs n cessaires pour le laboratoire m canique des sols LJ http www dimaista com Chef De Chantier Travaux Publics Resume De Theorre E Gode De Travaux Pr EE Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols E E E l V M V OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT PRECISIONS SUR LE CRITERES PARTICULIERS DE COMP
8. Connaissances Sur La M canique Des Sols v Hydratation v Dissolution v Hydrolyse O D un processus biologique produisant la fois une action mecanique et une action Chimique racines d composition de v g taux bact ries L tude de la gense des sols permet d autre part de distinguer trois catgories Les sols autochtones Qui rsultent directement de l alt ration du substratum rocheux qu ils recouvrent Exemple typique ar ne granitique ou gore sable argileux grossier Les sols r siduels Tr s r pands r sultant de d gradation de la roche sous jacente et de roches ayant plus ou moins disparu par suite d une dcomposition intrieure Ces sols pr sentent donc une parent totale avec le substratum actuel Ce sont essentiellement des sols dominante argileuse Exemple argile silex du bassin parisien Les sols transport s Tr s r pandus Le transport peut r sulter de diff rents processus Og Transport limite dans l espace de formations siduelles par glissement ou coulement visqueux colluvions de pente Transport du glaciers actuels ou disparus moraines argiles blocaux O Transport par le vent loess limon et sables oliens 1 Transport par les cours d eau d p ts alluviaux fluviaux tr s h t rog nes lacustres ou marins homog nes La connaissance du processus g ologique de formation des sols n est pas sans intr t pour le gotechni
9. a Connaissances g n rales sur les types des sols a D termination des limites dATTERBERG Alissu de ce module les stagiaires auront acquis des connaissances techniques de base sur les types des sols et de savoir d terminer les limites dATTERBERG Ladur e de ce module est de 60 heures http www dimaista com Chef De Chantier Travaux Publics h D WwW dimaista com R sum De Th orie Et D NAIR n Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols CARACTERISTIQUES PHYSIQUES STRUCTURE ET CLASSIFICATION DES SOLS I GENERALITES ET DIFINITIONS Le terme de sol correspond une notion premi re intuitive Mais si l on se penche de plus pr s sur le probl me de la d finition du mat riau solon constate qu il on existe plusieurs suivant que l ons int resse un problme gologique de pdologie tude des sols en agronomie ou de g ologie Du point de vue du g ologicien on peut d finir un sol comme faisant partie des roches meuble ou plastiques ou encore comme tant une formation g ologique superficielle r sultant de l alternation des roches de P corce terrestre Les sols entrent en g n ral dans la cat gorie des roches s dimentaires l exception des cendres ou projection volcaniques La difficult essentielle d une telle dfinition rside dans le fait qu elle n tablit aucune distinction trs nette entre un sol et une roche et qu il existe certains matriaux telle que les marnes compa
10. mop J en SECTEUR P E Ff B mF S w B B F B Ff ERRE ARDA CRETE SPECIALITE CHEF DE CHANTIER TRAVAUX PUBLICS d k E d k k G NIVEAU TECHNICIEN E Ho E E E B kk d E B 4 D oH id i amp E m 4 E E m UG m a a B S B E E rj E H i k a L amp k a E E E i E E E E T E k i E E n E E BB B BR B Bp k a amp E i E amp amp P 1 L 1 m 1 1 E a L i E i m p E H J a b E LI E b E FR IU www dimaisa com i w E H De Th orie E s Ds Travaux Pralque Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols REMERCIEMENTS La DRIF remercie les personnes qui ont contribu l laboration du pr sent document Pour la supervision M Khalid BAROUTI Chef projet BTP Mme Najat IGGO
11. processus normalise canique ment j On laisse ensuite reposer l ensemble Il se forme tr s prouvette un au Si rapidement au fond de 1 d p t solide grossier surmonte d un d p t de floculat par n de sol fin Au bout d un temps fixe la norme les hauteurs hlet h2 du d p t solide et du fl mesur es Tr oculat sont L quivalent de sable ES s exprime par le pourcentage ES hl h2 x 100 Essai d quivalent de sable On a donc th oriquement argile pure ES 90 sol plastique ES 40 sol non plastique ES 100 sable pur et propre En pratique cet essai n est r alis que sur des sols sss r o limites d ATTERBERG est difficile et impr cise G g n ral ES gt 30 donc en d termination des floculat depot solide grossier ESSAIS D EQUIVALENT DE SABLE wwW dimaista com Chef De Chantier Travaux Publics 25 valuation de fin de module D finir les caract ristiques physiques pour les diff rents types de sols Citer les limites d ATTERBERG bareme de notation 10 20 10 20 Liste des r f rences bibliographiques Resume De Et Guide De Travaux Pratique Module 14 Connaissances Sur La M c anique DeSols Liste des r f rences bibliographiques NB Outre les ouvrages la liste peut comporter toutes autres ressources jug es utiles Sites Internet Catalogues constructeurs Cassettes CD Chef De Chantie
12. qui lui conf re des proprits interm diaires entre celles d un solide et celles d un liquide Elle ne peut tre vacue qu temp rature lev e vers 300 m nisque d eau capillaire vapeur d eau air PTT Y grain dimensions de lordre de 1 mm SOL HUMIDE NON SATURE PHASE HUMIDE Chef De Chantier Travaux Publics h R sum De Th orie Et Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols ELS Gu Uu IL 6COUL UGGIULGGai N UL Lc e UUG GGC Uu ubD5 44 2 o e A nALSLAA LOL L O LL AA AAHALLO L ALLL4o O LAZ H O film d eau absorb e grains H dip les H20 eau libre Cette coquille d eau absorbe joue le r le de lubrifiant entre les grains et a une influence importante sur les propri t s m caniques des sols fins C Phase solide Lorsque le sol r sulte de la dsagr gation mcanique d une roche les grains du sol sont constitu s de m mes min raux que la roche m re En g n ral des dimensions sup rieures 2 u et une forme relativement arrondie constituant un squelette dans lequel les vides occupent un volume plus faible que les grains Lorsque le sol rsulte d un processus chimique qui s est superpos une dsagrgation mcanique les particules du 501 n ont plus la mme structure cristalline que la roche n re et ont des dimensions inf rieures 2 u Les sols ainsi form s sont appel s argiles Nous reviendrons plus loin sur le dtail de leur structure
13. s pr s de WP Le tableau suivant donne les caract ristiques de quelques sols fins et typiques sol WL WP IP Activit eau naturelle Limon KKK Limon plastique du iid perche Argile verte de 65 30 35 30 0 49 Romainville nnde 82 34 48 35 0 80 landes 48 21 27 19 0 47 Dozul Argile bleue 42 22 20 40 de boston Argile de T Bourgoin pallavas http www dimaista com our h R sum De Th orie Et Guide De Travaux Pratique Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Lo o Oale VI CLASSIFICATION DES SOLS A Int r t d une classification Un syst me HE MUR les r sultats d essais facilement ex cutables et peu on reux est d un grand int r t pour l ing nieur dans tous les probl mes courants de m canique des sols Bien qu il existe de nombreux syst mes de classification leurs inconv nients Et pouvant regrouper diff remment certains types classification est en supprimant les d signations R et amDigu s de donner une premi re id e du comportement m canique du sol Rudie elle permet ainsi d veiller l attention de l ing nieur au stade des tudes pr liminaires ou les avant projets et d utiliser ensuite judiciairement les cr dits affectes a la reconnaissance de cause le type le nombre et l emplacement des essais plus complexes de laboratoire ou in situ qui seront ensuite ex cut s chacun leurs avantages et r sentant E P de sols l
14. De Chantier Travaux Publics R sum De Th orie Et Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols L tude du comportement des sols non saut s est tr s complexe et en est encore ses dbuts L Iment gazeux joue cependant un r le trs important en pratique en particulier dans le compactage des sols Dans la suite des cous sauf indication contraire nous bornons consid rer le cas des sols satur s B Phase liquide On distingue diff rentes Catgories d eau dont l importance est plus ou moins grande suivant la grosseur des grains du sol L eau libre Qui peut circuler entre les grains Elle s vapore compl tement lorsque le solest port une temp rature l g rement sup rieure 100 C C est l eau libre qui constitue les nappes phr atiques L eau capillaire Ce type de l eau est retenu sous forme de mnisque au voisinage des points de contact entre les grains par des forces capillaires cr ant entre ces derniers des forces d attraction Dans le cas de sols non satur s et dispara t dans les m mes conditions de temp rature que l eau libre L eau absorb e Que l on rencontre dans les sols tr s fins diam tre moyen lt 2um Due au probl me d absorption de l eau par la phase solide elle consiste adsorption de l eau forme de couches orient es de dip les H2O Ses proprits sont trs diff rentes de celles de l eau libre Elle n est pas mobile pr sente une importance viscosit
15. ORTEMENT ATTENDU PERFORMANCE D termination des types de sol Mode d emploi sondage Mode d emploi fixer par le laboratoire m canique des sols D termination des limites d ATTERBERG D termination de la limite de liquidit D termination de la limite de plasticit D termination de la limite de retrait http www dimaista com Chef De Chantier Travaux Publics R sum De Theorie ij Guide De Travaux Praiia T Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols 7 O sH l OBJECTIFS OPERATIONNELS DE SECOND NIVEAU Le stagiaire doit ma triser les savoirs savoir faire savoir percevoir ou savoir tre jug s pr alables aux apprentissages directement requis pour l atteinte de l objectif de premier niveau tels que Avant d apprendre d terminer les limites d ATTERBERG 1 Conna tre les types des sols 2 Conna tre les diff rentes caract ristiques des sols 3 Apprendre le mode d emploi des laboratoires de m canique des sols Chef De Chantier Travaux Publics ESI http www dimaista com H 5 De Th orie E x Guide De Tr eur Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols PRESENTATION DU MODULE le module dont lintitul est la connaissance de base de a m canique des sols l est situ dans la premi re partie du programme est compos e de 02 parties comme suit
16. P chelle mol culaire Les particules argileuses sont caract ris s par Une dimension tr s faible diam tre moyen 1 u Une forme aplatie feuilles ou paillettes D importantes forces d attraction de nature physico chimiques entre les particules Ces particules constituent un squelette dans lequel les vides peuvent parfois occuper un volume bien sup rieur celui des grains structure alv olaire ou ch teau de cartes structure en chateau de cartes www dimai i m Chef De Chantier Travaux Publics R De Th orie E DEP Guide De Tr sux aii Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols A O POIDS VOLUMES z m eau z s w x solide Le squelette d un sol peut galement tre constitu de particules de mati res organiques de formes et de dimensions tr s variables La touche est un exemple de sol organique v g tale structure fibreuse Les vases sont des argiles organiques en formation contenant divers types de bact ries et des mati res organiques en voie de d composition IV LES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET LEUR MESURE A Parametres dimensionnels Dans la plupart des questions on utilisera les poids volumique En se reportant la repr sentation conventionnelle classique d un volume V de sol dans lequel les trois phases seraient s par es on d finit successivement POIDS VOLUMES I air P EU E eau E a
17. UT Directeur du CDC BTP M Abdelaziz EL ADAOUI Chef de P le CDC BTP Pour la conception Mr KRISTOV KOLEV Formateur ISTA MAAMORA KENITRA Mr LAHLAFI MOHAMMED Formateur ISTA MAAMORA KENITRA Pour la validation Mme GUNINA Fatna Formatrice animatrice au CDC BTP Les utilisateurs de ce document sont invit s communiquer la DRIF toutes les remarques et suggestions afin de les prendre en consid ration pour l enrichissement et am lioration de ce proaramme DRIF htitp www dimaista com Chef De Chantier Travaux Publics H sum De Th orie Et CURTIS IUIS rT TE mu Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols SOMMAIRE Pr sentation du module R sum de th orie I Caract ristiques physiques structure et classification des sols 1 G n ralit s et d finitions 7 Processus g ologique de formation des sols amp amp 3 Les diff rentes phases constitutives d un sol 4 Les caract ristiques physiques et leur mesure I Connaissances g n rales sur les limites d ATTERBURG 1 limite de liquidit 2 Limite de plasticit 3 limite de retrait 4 Indice de plasticit Ill classification des sols 1 Laclassification du laboratoire des pont et chauss e Sols a granulom trie uniforme Sols a granulom trie non uniforme IV Guide des travaux pratiques 1 TP 1 d termination de la limite de liquidit 2 TP 2 d termination de la limite de plasticit
18. ar L de CASAGRANDE interm diaire lev e de l abaque de plasticit La classification LPC est r sum dans les tableaux suivants wwW dimaista com Chef De Chantier Travaux Publics R sum De Th orie Et Guide De Travaux Pratique Module 14 Connaissances Sur La M canique Des CALSSIFICATION DES SOLS GRENUS d finitions sym conditions Appellations Cuz D60 DI0 4 Grave propre x GW 5 5 Et Cc D30 2 D10 x D60 compris entre et 3 Bien gradu e Grave propre Une des conditions de Gb mE Mal gradu e Non satisfaire oo SS an dessous de A Grave limoneuse N Y A MS Limite d ATTERBERG au A Grave argileuse UD dessus de ol CALSSIFIC ATION DES SOL S GRENUS d finitions sym conditions Appellations Cu D60 DI0 gt 6 Et Cc 030 Sable propre et 3 Bien gradu DIO x D60 compris entre sable propre Une des conditions de Sb Mal gradu Non satisfaire Limite d ATTERBERG au Sable limoneux dessous de A 0 08 MMY 0 08 mm Limite d ATTERBERG au d A Sable argileux SC essus de V Lorsque 5 lt inf rieur 0 08 mm 12 on utilise un double symbole Chef De Chantier Travaux Publics 98 R sum De Th orie Et Guide De Travaux Pratique Module 14 Connaissanc ur La M caniq
19. cien C est ainsi que les argiles elaciaires qui on subit lors des glaciations quaternaires les contraintes importantes dues au poids des glaciers aujourd hui disparus auront un comportement m canique tr s diff rent de celui des argiles molles de mexico dont la structure tr s l che r sulte du d p t dans un lac profond actuellement combl de particules de cendres volcaniques fines amenes soit par le vent soit par les cours d eau affluentes Ill LES DIFFERENTES PHAS ES CONSTITUTIVES D UN SOL Un solest un l ment de trois phases la phase solide compos e de grains dont l ensemble constitue le squelette du sol la phase liquide repr sente par l eau remplissant partiellement les vides existant entre les particules et la phase gazeuse Constitu e en g n ral par un mlange d air et de la vapeur d eau qui occupe les vides restants A Phase gazeuse g n ralement Lorsque le sol est sec le gaz contenu dans les vides est g n ralement de l air mais le plus souvent il s agit d un m lange d air et de vapeur d eau car les sols en place sont le plus souvent humides Lorsque tous les vides sont remplis d eau la phase gazeuse est inexistante le solest doc satur s En pratique dans nos r gions temprs des nappes d eau souterrains appel es nappes phr atiques baignent les sols en place Leur niveau sup rieur se situe en g n ral quelques m tre de la surface La plupart des sols quelques m tres sont satur s Chef
20. ctes que l on peut classer soit parmi les roches soit parmi les sols De manire simple on peut dire qu un sol sch et plong dans l eau se d sagr ge relativement vite alors qu une roche reste intacte Dans de nombreux projets les sols sont encore trop souvent d sign s par des expressions impr cises du type argile sableux ou sable argileux sans autre commentaire alors que de tels mat riaux peuvent pr senter des propret s m caniques extr mement diff rents la n cessites s est donc fait sentir d tudier les caract ristiques physiques des sols de mani re aboutir une classification g ologique rationnelle liminant ces impr cisions de langage Il PROCESSUS GEOLOGIQUE DE FORMATION DES SOLS On vient de voir les sols sont le r sultat de Palt ration des roches constitutives de la crote terrestre roches mres L tude de ces ph nom nes rel ve de la g odynamique externe tudi e dans le cours de g ologie de P AN TOINE tome 1 nous bornons icic rappeler l essentiel L alt ration de la roche mre peut tre le r sultat 1 D une dgradation mcanique due divers facteurs variation thermiques gel d gel chauffement O D un processus chimique V Oxydation air ou d eau de pluie donnant en g n ral une teinte rouille sels ferriques v R duction eaux stagnantes donnant une teinte bleut e ou verd tre sels ferreux Chef De Chantier Travaux Publics 9 R sum De Th orie Et sure Module 14
21. d un sol grenu on d finit galement un nouveau param tre sans dimensions l indice de densit ou densit relative Cmax C Cmax Emax et emin sont les deux tats de compacit extr mes que l on peut obtenir exp rimentalement pour un sol donn Ils sont d termines par des essais de laboratoire strictement normalis s L eau capillaire confre aux sols pulvrulents humides une Igre cohsion C est elle qui rend possible la construction des ch teaux de sable par les enfants Pour un sol l che Id est voisin de Pour un sol serr Id est voisin de 1 On notera par ailleurs que dans le cas des sables on a toujours Chef De Chantier Travaux Publics 15 R sum De Theorie E Guide De Travaux Pratia T Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols B E 0 40 lt lt 1 Le tableau suivant donne les caract ristiques de diff rents sols en place P riode ou Teneur Teneur ta ge en eau en g ologique naturelle mati re organique Sable de Stampien fontainebleau Limon de la Cr tac 26 7 1 4 0 58 perche sup rieur Argile verte S de sannoisien Romainville Eli i i p oligoc ne Argile des Ypresien 27 4 Flandres gt oc ne Argile de Callo vo 26 6 Dozul oxfordien Vase de quaternaire 26 3 palla vas Tourbe de quaternaire Bourgoin Argile de mexico volcanique Mesures de laboratoire D apr s ce que
22. d30y d10 x d60 c fficient Chef De Chantier p 7www dimaista com D R sum De Th orie Et denis Module 14 Connaissances Sur La M canique Des __ OO Le diam tre efficace d10 Le pourcentage des l ments inf rieurs par rapport au poids total du mortier l ments 0 40mm 2 teneur en argile et de plasticit d o l on On terminera en d terminant sur le mortier les limites de liquidit d duira Ip et on reportera le r sultat sur 1 abaque de plasticit de CASAGRANDE On pourra galement en d duire l activit du mortier Dans les cas courants l aide des tableaux pr c dents il d ambiguit et n y aura pas l identification sera termin e Dans certains cas cependant on sera am ne ex cuter des essais compl mentaires que nous allons maintenant tudier B Essai d quivalent de sable Cet essai est plus particuli rement utilis en otechnique routi re est surtout important dans le cas des sols grenus d valuer la quantit DM il permet d l ments fins contenus dans ces sols etdontla en quantit notable peut modifier DM pr sence profond ment le comportement m canique L essaiest effectue sur la traction du mat riau dont les l ments sont inferieurs 5 mm L chantillon est place dans une prouvette avec une solution normalis e contenant un agent dispersant L prouvette est ensuite agit e 7 suivant un
23. l on vient de voir il suffit de d terminer les valeurs des trois param tres ind pendants ys e et w ou l on tire ensuite les autres caract ristiques l aide des relations pr c dentes Compte tenu de la disposition in vitable due notamment l h t rog n it du mat riau on prendra la moyenne de plusieurs essais Les mesures se font en g n ral au laboratoire http www dimaista com Chef De Chantier Travaux Publics R sum De Th orie Et Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols D termination du poids volumique des grains solides ys Cette mesure se fait l aide d un pycnom tre Un poids connu de sol Ws s che par passage l tuve 105 C jusqu a poids constant w 0 est introduit dans un flacon pycnom tre contenant de l eau distille On en d duit par pes e le volume d eau d plac e par le sol Vs L ou l on tire s Ws Vs W2 Vhw W2 Ws Wi Vs hw W2 Ws V Vs hw Ws Wi Ws W3 2 volume V M Vs hw Ws hw Ws lis Vs WA Ws 2 poids W1 poids W2 DETRMIMATION DE h AU PYCHOMETRE On a vu que l on obtient en g n ral 26 KN m lt ys lt 28 KN m3 Toutefois si le sola une teneur lev e en mati res organique on peut obtenir des valeurs plus faibles pour ys exemple vase de Martrou ys 18 KN m3 D termination de la teneur en eau Elle se fait par deux peses L une la teneur en eau naturel
24. le qui donne le poids W de l ehantillon humide l autre tat sec aprs passage l tuve 105 C jusqu poids constant qui donne le poids sec Wd de l chantillon On en tire W w wd wd D termination de l indice des vides e C est une mesure d licate Elle ncessite la dtermination du poids du poids Ws du sol sch l tuve et du volume total V de l chantillon Ce dernier se d termine gn ralement en mesurant la longueur d une carotte de diam tre connu diam tre du carottier On peut aussi op rer par d placement de liquide la balance hydrostatique apr s avoir paraffine l chantillon Onentire e V Wd ys 1 WWW di i m Chef De Chantier Travaux Publics R sum De Th orie Et CRE EE EMA ESTE Module 14 Connaissances Sur La M canique Des 2 W2 WT MESURE D UN VOLUME D UN ECHANTILLON A LA BALANCE HYDROSTATIQUE V STRUCTURES DES SOLS A Granulom trie d un sol Le squelette solide d un sol est form de particules de di trs variables pouvant aller e dimensions disiburion de ces particules en rB analyse granulom tique est de d RUE p p l importance relative de classes grains de dimensions bien d finies Ces diff rentes classes portent les d nominations suivantes moy 0 02 mm des grains 200 mm 20 mm 2mm 0 02 mm 20 2n graves gros sable I d signiation cailloux ou limon argile graviers sable fin DENOMINATION DES CLASSES DES GRAINS
25. nyw ys yw l n rs xyd ys Pour tablir ces relations il est pratique d tudier la repr sentation sch matique conventionnelle du sol rencontr e plus haut Importance des param tres sans dimensions Nous verrons au paragraphe suivant l on peut sparer les sols en deux grandes familles Les sols grenus ou pulv rulentes dont le type est le sable et dont les grains sont libres de se mouvoir les uns par rapport aux autres le sable coule entre les doigts Les sols fins ou coh rents dont le type est argile qui pr sentent de la coh sion Les sols grenus ont un comportement m canique qui d pend presque uniquement de leur tat de compacit l che ou serr alors que les sols fins ont un comportement qui d pend en premier lieu de leur teneur en eau On voit donc que parmi tous les param tres d finis pr c demment ce sont les param tres sans dimensions qui sont es plus importants Comme le poids volumique des grains solides hormis e ca s des particules organiques varie dans des limites assez faibles 26 KN n3 On peut le consid rer pratiquement comme constant on prend en g n ral ys 2 65 KN m3 et connaissant le poids volumique de l eau consid r aussi comme constant yw 10 KN m3 il en r sulte que les param tres variables et ind pendants d un solse r duisent deux L indice des vides e lateneureneau w N B pour donner une meilleure id e de l tat de compacit
26. r 27 p7www dimaista com HAE
27. teur dans un milieu visqueux Cette vitesse est proportionnelle au carr du diam tre de la particule les particules les plus grosses se d posent plus rapidement WWW di i Chef De Chantier Travaux Publics R sum De Th orie Et Module 14 Connaissances Sur La M canique Des Sols Ona v ys yo d2 18q r tant la viscosit dynamique de l eau la temp rature de l exprience n 1 centpoise 20 yo le poids volumique du liquide eau d floculant On proc de exp rimentalement en mesurant la densit de la solifi remtes niveaux fonction du temps l aide d un densim tre En introduisant la notion de diam tre quivalent dy les particules n tant en r alit pas sph riques mais plut t aplaties on peut calculer partir des mesures de densit le pourcentage y en poids de sol sec des particules de dimensions inf rieures ou gales dy B Limites d ATTERBERG Afin de pr ciser les trois tats de consistance des sols fins tats liquide plastique et solide le su dois ATTERBERG a proposer au d but du si cle de d finir trois limites exprim es par des teneurs en eau en 46 Les limites de liquide WL de retrait Ws Indiquons successivement les tests auxquels on se r f re pour d finir ces limites tels qu ils ont t pr cis s par CAS AGRANDE Nous renvoyons pour plus de d tails aux manipulations de g otechnique routi re et a
28. u cours de routes Limite de liquidit WL Elle s pare l tat liquide de l tat plastique Elle se d termine comme suite on tant sur une coupelle une couche d argile que l on divise en deux l aide d un instrument en forme de On imprime la coupelle des secousses gales en intensit suivant un rythme normalis A la limite de liquidit la rainure en V doit tre referm e sur une longueur de centim tre apr s vingt cinq secousses Limite de plasticit WP Elle s pare l tat plastique de l tat solide Elle correspond la teneur en eau minimum pour laquelle on peut rouler le sol en rouleaux de trois millim tre de diam tre et de deux centim tre de longueur sans qu ils se rompent Limite de retrait WS Elle s pare l tat solide sans retrait dans lequel l eau absorb e est encore en place de l tat solide avec retrait ou l eau absorb e a disparu C est la teneur en eau juste suffisante pour remplir les pores du sol lorsque celui ci atteint par s chage son minimum de volume Elle se d termine peu fr quemment Indice de plasticit IP C est la diff rence entre la limite de liquidit et la limite de plasticit d un sol WL WP La notion de plasticit est tr s importante en g otechnique en particulier en en g otechnique routi re CASAGRANDE a montr sur les sols am ricains qu il existait une relation de forme IP aWL b Pour les sols fran ais a 0 70 et b 9 Pr cision et port
29. ue Des Sols Sok fins Plus de 50 0 08 mm D terminer Wl et Wp sur fraction 040 mm Limite de Limite de liquidit liquidit WI 50 En dessus ligne A Au dessus ligne A En dessous ligne Au dessus ligne A du dg Pl Du dg B A du dg De PI du dg De PI Coulairodaur Wl Argilepai Couleur odeur Argileplastique et Wp possibles plastique WI et Wp possible sursob s ch sur sols s ch 1 ar Pm um Limon plastique Lp VII PROCEBURE B JIBENTIFICATION ET ESSAIS COMPLEMENT AIRES A p i m Nous ne parlonglfide tifpcaltiores d chantillons qui sortent du cadre de ce cours hia qu il alable de l chantillon e faut as ependant n gliger Nous renvoyons pour cela aux modes op ra cou Eur Qdeur pr sence de identification commencera t ujo rs une observation pr On passera ensuit indg n it des param teesjp tlessqde d bris v g taux e par balance hydrostatique On pourra mesure ys au p ycrio metre teneur en eau W indice des vides mesure dir SOU a l aide d une autres catact ristiques de la Par tamisa ge essa elhy adasrdiil tiwmts finsranulom trie Par voie humide Cas On comptera l esstairpisake sous l eau dans ker la trantremez 100 u En pr cisant s dimentom trie nature du On en tirera bien le mode de dispersion et la floculant Le c fficient Cuz d60 d10O Eventuellement imiformit de HAQqulbure Cc
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