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Cours II : Généralité sur les sols

Université Abou Bakr Belkaid – Tlemcen Faculté de Technologie

Département d’architecteur

Présenté par : M. BELARBI. A M. RACHEDI. M

Responsable de module : M. OUISSI. N

Module : Structure Spéciales

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Sol

Pour un ingénieur le sol est un support sur lequel sont construits les routes, et fondés les bâtiments.

Un sol est un assemblage hétérogène de particules aux propriétés très variables : dimensions, formes, propriétés physico-chimiques, ..

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Sol

Système hétérogène, polyphasique, dispersé et poreux

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Problèmes des sols lié a la construction

Effondrement

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Problèmes des sols lié a la construction

Erosion

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Problèmes des sols lié a la construction

Tassement - soulevement

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Problèmes des sols lié a la construction

Tassement - soulevement

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Problèmes des sols lié a la construction

Tassement uniforme

Types de tassements

affectent peu la structureproblèmes de raccordement :ouvrage d'art ,canalisation – bâtiment

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Problèmes des sols lié a la construction

Tassement différentiels

Peuvent entraîner des désordres importants

Types de tassements

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Problèmes des sols lié a la construction A quoi sont dus les tassements ?

Phénomène de compressibilité des sols

diminution de volumeLa compressibilité résulte de :

la déformation des grains de sol

la compression de l'air et de l'eau contenus dans les vides

l'expulsion de l'eau contenue dans les vides

la compression du squelette solide

instantanée

L’eau chassée des vides : tassement

négligeable

négligeable

consolidation primaire

consolidation secondaireréarrangement des particules

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Problèmes des sols lié a la construction

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Problèmes des sols lié a la construction Principe de calcul du tassement total

(a) charges chargesappliquées

contraintes à la profondeur oùon veut calculer le tassement

(b) déformations étude expérimentaledu sol

calcul du tassement à partir descontraintes déterminées en (a)

Prise en compte du temps de tassement : consolidation

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Problèmes des sols lié a la construction Principe de calcul du tassement total

Calcul des contraintes1- Contraintes dans les sols2- Calcul des contraintes dues aux surcharges

Calcul du tassement total

3- Compressibilité des sols4- Calcul du tassement

Calcul du temps de consolidation 5- Théorie de la consolidation 6- Durée des tassements Fonction de la perméabilité du sol

- sols fins- sols pulvérulents

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Contrainte réelle Principe de superposition

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Essai OedometriqueBut : déterminer les caractéristiques de

compressibilité d’un sol Estimer le tassement d’un massif de sol

(une fondation superficielle)

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Essai Oedometrique

Cellule oedométrique

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Essai Oedometrique

Paliers de chargement

Norme : XP P 94-090 - 1

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Essai OedometriqueCourbe de consolidation

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Essai OedometriqueCourbe de compressibilité

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Essai Oedometrique

Rapport de surconsolidation

Si Roc = 1 : sol est normalement consolidé

sujettes à développer des grands tassements

Calcul du tassement

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Essai OedometriqueCalcul du tassement

Roc > 1 : sol est surconsolidé

tassements seront très faibles

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On distingue deux groupes principaux de sols:

1) Les sols fins: Particules invisibles à l'oeil nu, ce sont les siltset les argiles, les argiles étant couramment appelées sols cohérents.2) Les sols pulvérulents (grenus): Particules suffisamment grosses pour être visibles à l'oeil nu, ce sont les graviers et les sables.

Types de sol

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Types de sol Propriétés des sols grenus

•Résistance au cisaillement•Aucune résistance à la traction•Perméables

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Types de sol

Propriétés des sols fins

•La cohésion assurée par frottements et forces d'attraction entre les grains;•résistance au cisaillement et à la traction•imperméables•sensibles à l'eau (gonflements /retraits)

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le test du boudin : prendre une poignée de sol et la malaxer jusqu’à obtenir un boudin ;

Impossible de faire un boudin, il s’agit d’un sol sableux

Boudin est souple et malléable, il s’agit d’un sol argileux;

Boudin est fragile et se défait facilement, il s’agit d’un sol limoneux.

Types de sol

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Classification des sols

Nombreuses classifications dans différents pays :- USCS : Unified Soil Classification System- AASHTO : American Association of State Highway and Transportation Officials- LCPC : Laboratoire Central des Ponts et Chaussées- GTR : Guide de Terrassement Routières

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Identification des sols

Analyse Granulométriques;Limites d’AtterbergCompactage de solValeur de bleu de méthylènePerméabilité de sol

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Analyse GranulométriquesD > 80 µmGranulométrie par Tamisage

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D < 80 µm Granulométrie par Sédimentation

Analyse Granulométriques

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Analyse GranulométriquesCourbe granulométrique

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Limites d’Atterberg

Teneur en eau

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Limites d’Atterberg

l'entaille se referme de 10mm sous 25 coups

Limite de liquidité

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Limites d’AtterbergLimite de liquidité

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Limites d’AtterbergLimite de plasticité

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Limites d’Atterberg

Ip = WL - WP

Diagramme de plasticité

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Compactage de sol

Le compactage vise à améliorer les propriétés géotechniques des sols. Il peut en outre :• Réduire ou éliminer le risque de tassement,• Augmenter la résistance des sols et la stabilité des

talus,• Améliorer la capacité portante des infrastructures

routières,• Limiter les variations de volume indésirables causées

par l’action du gel, le gonflement et le retrait.

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Compactage de sol

le compactage est fonction de quatre variables :• La masse volumique du sol sec,• La teneur en eau,• L’énergie de compactage,• Le type de sol (granulométrie….)

Essai Proctor

Permet de déterminer la teneur en eau nécessaire pour obtenir la densité sèche maximale d'un sol par compactage à énergie fixe (dame)

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Compactage de solEssai Proctor

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Compactage de solEssai Proctor

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Compactage de sol

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Valeur de bleu de méthylène

Argilosité d'un sol

Quantité de bleu de méthylène pouvant adsorber par les particules argileuses

importance de la surface spécifique

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Valeur de bleu de méthylène

Essai de la tache

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Valeur de bleu de méthylèneEssai de la tache

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Valeur de bleu de méthylène

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Perméabilité de solLa perméabilité de sol est correspond à son aptitude à se laisser traverser par l’eau d’écoulement.

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Perméabilité de solMesure au laboratoire

Perméamètre à charge variable

Sol cohérent

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Perméabilité de solMesure au laboratoire

Perméamètre à charge constante

Sol pulvérulent

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STABILISATION DES SOLS ARGILEUX

Stabilisation chimique :- Chaux : (poudre, lait de chaux)- Ciment,- Cendres volantes,- SelsStabilisation mécanique - Compactage,

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Questions ?