ESSAIS DE PERMEABILITE SUR CHANTIER in situ essais en laboratoire perméabilité à base dun tubage...

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ESSAIS DE PERMEABILITE SUR CHANTIER in situ essais en laboratoire perméabilité à base d’un tubage de forage 2 essai s Perméabili par pompage résultats plus au moins fiables (sols remaniés) 3) résultats plus proches de la réalité (sol intact) 4) plus fiables 2) de nombreuses pièces d’équipement (cher) 1) prennent beaucoup de temps mai s
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    03-Apr-2015
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  • ESSAIS DE PERMEABILITE SUR CHANTIER in situ essais en laboratoire permabilit base dun tubage de forage 2 essais Permabilit par pompage rsultats plus au moins fiables (sols remanis) 3) rsultats plus proches de la ralit (sol intact) 4) plus fiables 2) de nombreuses pices dquipement (cher) 1) prennent beaucoup de temps mais
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  • Essai de permabilit par pompage consiste forer jusqu la couche impermable de sol rayon dinfluence (R) = La distance de non effet sur la nappe mesure de k laide de lquation (Dupuit 1863) : pompage continu et rgulier coulement permanent niveau stationnaire dans les puits de pompage et dobservation mesurer le rabattement dans les puits dobservations
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  • 1) circuler leau travers le sol en contact avec la base du tubage k = q / 2,75. D. H C Essai base dun tubage de forage k = p.C / 60 2 mthodes sont utilises : 2) essai ponctuel 3) on verse le sable lav 4) on relve le tubage par paliers 5) on mesure q (niveau deau dans le tubage constant) p est la pente de ln (H/Hi) = f (temps) * niveau variable : k faible * niveau constant : k moyen
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  • mouvements de leau dans les sols ECOULEMENT DE LEAU capacit = f(gonflement, retrait) tat stationnaire : ppt statique permabilit la seule proprit dynamique
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  • Par sa pression terme nergie charge hydraulique ou charge (h) charges hydrauliques nergie totale (m deau) leau en un point donn porte quantit dnergie par sa position, et par sa vitesse quation de Bernoulli (nergie totale - MDF)
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  • 1. charge de vitesse : Charges 2. charge de pression : ou pizomtrique 3.charge dlvation : ou de position Charge hydraulique totale : Perte de charge associe lnergie potentielle la distance de la surface de rfrence arbitraire nergie produite par la pression qui sexerce sur leau pression engendre par la quantit deau situe au-dessus du point nergie cintique dans les sols h V 0 coulement trs lent h v = v 2 /2g h p = p/ h e = z h = h v + h p + h e h = h A h B = 3 charges partielles (quation de Bernoulli)
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  • Diagramme des charges Charge d'lvation (he) h
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  • Calcul h et h 1/ calcul h e 2/ calcul h p 3/ calcul h 4/ calcul h pizomtre
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  • LES FORCES DINFILTRATION ET LA BOULANCE eau exerce une pression sur les particules : force dinfiltration proportionnelle h et i force dinfiltration : agit sur la contrainte effective ( ) = la pression qui sexerce entre les particules de sol coulement descendant : contrainte effective augmente coulement ascendant : contrainte effective diminue risque = 0 tat de boulance les particules flottent et ne supportent aucune charge survient dans les sables et les sables silteux sables boulants ou mouvants Poids du sol : Pousse dArchimde : Forces dcoulement Poids du sol : Pousse dArchimde : Forces dcoulement
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  • Dtermination du gradient hydraulique critique i c provoque ltat de boulance Liqufaction du sol F sol + eau h C = perte de charge critique Ltat critique : En galisant, on obtient : Et on peut avoir aussi : o = sat - (djauge) force ascendante F eau = F eau force descendante P.Rf. F sol + eau Sachant S r = 100 % = / = G.
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  • DETERMINATION DE LA PROFONDEUR CRITIQUE Si on creuse une profondeur critique P c Comme : h = h C + L Sachant que : Donc : P c = H ( h c / i c ) et L = H - P C. g. L = le fond de lexcavation commencera se soulever sous leffet des forces dinfiltration dues la perte de charge h c profondeur critique quilibre des pressions P sol P eau =. g. h Sens coulement
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  • FACTEUR DE SECURITE Pour viter ltat de boulance (rupture) i < i c un facteur de scurit : F S = i C / i pour augmenter F s, il faut : soit augmenter la longueur de lcoulement (enfoncement de la palplanche) soit diminuer la perte de charge (rabattement de la nappe) h sol
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  • RESEAUX DECOULEMENT 1/ coulement unidimensionnel Une mthode graphique loi de Darcy, pour le calcul du dbit : est le plus simple 3/ coulement bidimensionnel 2/ En ralit, l'coulement est tridimensionnel Schmatiser lcoulement de lignes (rseau dcoulement) Evaluer dbit (Q) et charges (h) et les zones critiques (boulance) (difficults)
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  • CALCUL DU DEBIT DINFILTRATION (Unidimensionnel) Q = q t. N t Perte de charge pour chaque tube h = h / N p L =. N p dbit total Par unit de largeur q t = dbit travers un tube Q = k. h. P. N t / N p Q = k. h. N t /N p A =. P = N t = nombre de tubes N P = nombre de chutes q t = v.A = k. i. A 1 2 3 4 Dbit total : A= section dun tube
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  • rseaux dcoulement bidimensionnel ( main leve) H 1 3 4 5 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 5 tubes de courant Conditions limites Aprs dessin main leve 10 chutes de charge tube de courant Chute de charge h' = h/10 Phnomne de Renard lignes de courant lignes quipotentielles pizomtre Plan de rfrence
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  • rseaux dcoulement bidimensionnel k = 3.10 -5 cm/s ; h = 4,8 m; e = 0,82 G s = 2,0 ; P = 30 m (largeur) N t = 5 tubes N p = 10 chutes h 5 3 2 1 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dterminer : h A, h H, Q et F s 3,3 cm 7 cm 3,2cm 1,1cm AM = 3,3 cm M FA = 7 cm = (4,8 / 3,3) x 7 h totale = 4,8 m BE = 3,2 cm = (4,8 / 3,3) x 3,2 chute 10 e = 1,1 cm = (4,8/3,3)x1,1 h' = h totale / N p = 4,8 / 10 = 0,48 m = 10,18 m = 4,65 m = 1,6 m = h totale = 4,8 m
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  • rseaux dcoulement bidimensionnel x nx n h eA = 10,18 m h N = h eN + h pN Calcul de h A ? Sachant que : h A = M Plan de rfrence Calcul de h N ? Charge totale au point A h A = 14,98 m h pA h eA + et h pA = 4,80 m h eN = h pN = h PN (4,8 / 3,3) x 2,8 = 4,07m 1 2 3 4 5 6 7 7 h' 7 cm 3,3 cm 2,8 cm = 4,80 (7 x 0,48) = 1,44 m Charge totale en N h N = 5,51 m
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  • Q total = 7,2 x 10 -7 m 3 /s x 30 m = 2,16 x 10 -5 m 3 /s par mtre de largeur h = 4,8 /10 chutes = 0,48 m = 1.60 m longueur (maille de sortie) et k = 3.10 -5 cm/s ; h = 4,8 m; e = 0,82 G s = 2,0 ; P = 30 m (largeur) de prfrence quand F s 3 il faut enfoncer les palplanches F s = i c /i = 0,93 / 0,30 = 3,1 Dbit d'infiltration ? Coefficient de scurit ? i = 0,48 / 1,60 = 0,30 i = h/ Q = k. h.Nt / Np N t = 5 tubes ; N p = 10 chutes Q = 3.10 -7. 4,8. 5 / 10 = 7,2.10 -7 m 3 /s F s = i c / i 1 pas de risque
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  • Vitesse dcoulement A = aire totale du tube au dessus du sol v = vitesse de descente de leau du point (1) au point (2) = k. i vitesse moyenne dcoulement v o travers le sol vitesse dapproche : ou la vitesse superficielle v o = v app / n = k. i / n Vitesse dinfiltration : v app = k. i