Cours Mecanique Sols 1

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Cou(s de Vcar|cue des so|s -Tore 11 COURS DE MECANIQUE DES SOLS Tome I Proprietes des sols J. M. TCHOUANI NANA avril 1999 M.a.J. parM. CALLAUD decembre 2004Cou(s de Vcar|cue des so|s -Tore 12 Peut-on construire avec cette terre ? On ne peut raisonnablement rpondre aussitt cette question.Il est prfrable dadopter une approche jalonne par des questions successives : -Queva-t-onconstruire ?Unbarrage,unedigue ?Uneroute,unepiste ?Unmurdeclture ? Une maison de plein pied ou un btiment tage ? -O va-t-on construire ? En rgion sche ou pluvieuse ? -Comment va-t-on construire ? Quelle technique ou savoir faire disponible ? Car les sols ont des utilisations multiples : - Ils peuvent tre utiliss comme matriau de construction Exemple :Adobe,briquedeterrecuiteoustabilise,barrageetdigueenterre,chausseen terre Il convient donc de choisir, compte tenu des zones demprunt et de la nature de louvrage, le type desolquiconvient,dechoisirlemodedexcutionetventuellementdeprvoirlecontrlede lexcution. - Ils peuvent tre support de fondations de btiment, douvrage dart et de remblaiIlesticiquestiondechoisiruntypedefondationausenslargecomptetenudescharges supporter,desproprits mcaniques dusoldappui,duniveau delanappe phratique,etc.. Enparticulier,ondoitpouvoirprvoirlamplitudedestassementsetvrifierquilssont compatibles avec le bon fonctionnement de louvrage. Oncomprendlimportancedelagotechniquequiapourobjetltudedescomportementsmcaniques du sol, et ce, indpendamment des conditions pratiques demploi. La reconnaissance des sols permettra lingnieur ou au technicien de prciser lutilisation possible ou non dun sol pour un ouvrage dtermin. Pour atteindre lobjectif vis, ce cours est divis en deux grandes parties : -lapremirepartieseraconsacreltudedespropritsphysiques,hydrauliqueset mcaniques des sols ainsi quau calcul des tassements, -la deuxime partie fera une large part au calcul des ouvrages courants. A Noter :1.Les fondations profondes ne sont pas traites dans ce cours. 2.De mme les sols organiques ne sont pas abords. SOMMAIRE |NTR00U6T|0N ALA HE6AN|0UE 0E8 80L8 Cou(s de Vcar|cue des so|s -Tore 13 LES SOLS : ELEMENTS CONSTITUTIFS ET DEFINITIONS.......................................................................... 6 1. ORIGINE ET FORMATION................................................................................................................................ 6 2. LES ELEMENTS CONSTITUTIFS D`UN SOL.................................................................................................. 6 2.1. La phase gazeuse ........................................................................................................................................... 6 2.2. La phase liquide............................................................................................................................................. 6 2.3. La phase solide .............................................................................................................................................. 7 3. DEFINITION ET CARACTERES PRINCIPAUX DES SOLS............................................................................ 7 3.1. Les sols grenus............................................................................................................................................... 7 3.2. Les limons (ou Silts)....................................................................................................................................... 8 3.3. Les argiles...................................................................................................................................................... 8 IDENTIFICATION DES SOLS ............................................................................................................................. 10 1. INTRODUCTION.............................................................................................................................................. 10 1. CLASSIFICATION DES SOLS ............................................................................................................................... 10 1.1 Classification par la taille des grains solides dun sol ................................................................................. 10 1.2. Classification par le comportement des sols................................................................................................ 10 1.2.1. Comportement des sols pulverulents (ou encore grenu : D ~ 20 )...................................................... 10 1.2.2. Comportement des sols coherents (ou encore sol Iin : D 20 0.02 mm) .................................... 10 1.2.3. Cas particulier des argiles ..................................................................................................................... 11 2. PROPRIETES CARACTERISTIQUES DES SOLS........................................................................................... 12 2.1 Caracteristiques phvsiques . definition. notation. ordres de grandeur. ....................................................... 12 2.1.1. Poids volumiques - Unite SI N/m3 ....................................................................................................... 12 2.1.2 Densites.................................................................................................................................................. 13 2.1.3. Porosite (n) - Indice des vides (e) ......................................................................................................... 13 2.1.4 Teneur en eau - Degre de saturation ...................................................................................................... 13 2.1.5. Relations entre ces grandeurs................................................................................................................ 17 2.1.6. Poids volumique deiauge (notation ' )................................................................................................ 19 2.1.7 Quelques ordres de grandeurs................................................................................................................ 19 2.2 ldentification des sols par Courbe granulometrique (NF P 94-056 & -057)................................................ 21 2.2.1 Analyse granulometrique et sedimentometrie........................................................................................ 21 2.2.2 CoeIIicient d`uniIormite etcoeIIicient de courbure d`une courbe granulometrique............................. 23 2.2.2 CoeIIicient d`uniIormite etcoeIIicient de courbure d`une courbe granulometrique............................. 24 2.3. Identifications propres aux sols fins ............................................................................................................ 24 2.3.1.Etats de consistance - Limites d`Atterberg (NF P 94-051) .................................................................... 24 2.3.2. Indices de plasticite et de Consistance.................................................................................................. 25 2.3.3. Valeur au bleu de methylene (NF P 94-068) ........................................................................................ 26 2.4. Identifications propres aux sols grenus. ...................................................................................................... 27 2.4.1 Essai d`equivalent de sable ( NF P 18-598) ........................................................................................... 27 2.4.2. Indice de densite ou densite relative. .................................................................................................... 27 3. CLASSIFICATION GEOTECHNIQUE DES SOLS.......................................................................................... 31 3.1 But de la classification.................................................................................................................................. 31 3.2.La classification GTR ................................................................................................................................... 31 3.3 La classification LPC des sols. ..................................................................................................................... 34 3.4. Exercices...................................................................................................................................................... 36 LE COMPACTAGE DES SOLS............................................................................................................................. 38 1. GENERALITES ................................................................................................................................................. 38 2. FACTEURS D`INFLUENCE............................................................................................................................. 38 2.1. Influence de la teneur en eau . courbes de compactage .............................................................................. 38 2.2. Influence de la nature du sol........................................................................................................................ 39 2.3. Influence de lenergie de compactage . courbes de compactage................................................................. 40 2.4. Enveloppe des courbes de compactage . Courbe de saturation .................................................................. 40 3. ESSAIS DE COMPACTAGE AU LABORATOIRE & COMPACTAGE IN SITU........................................... 41 3.1. Essais de laboratoire .................................................................................................................................. 41 3.1.1. L`essai PROCTOR ............................................................................................................................... 41 3.1.2. L`indice portant caliIornien CBR : Essai CBR................