Module 03 Connaissance Sur La Mecanique Des Sols

7/23/2019 Module 03 Connaissance Sur La Mecanique Des Sols

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ROYAUME DU MAROC

CONNAISSANCES

S ECTEUR :

OFPPT

Off ice de la Form at ion Pro fessio nn el le et de la Promo t ion du Travai lD IRECTION R ECHERCHE ET I NGENIERIE DE F ORMATION

R ESUME T HEORIQUE

&

G UIDE DE T RAVAUX P RATIQUES

M ODULE 14 SUR LA MECANIQUE

BTP

S PECIALITE : C HEF DE CHANTIER T RAVAUX

N IVEAU : T ECHNICIEN

(APC) Juin.2007

P UBLICS

DES SOLS

www.dimaista.com



ht tp: / /www.dimaista.com/

La DRIF remercie les personnes qui ont

document.

CDC /BTP

Pour la supervision :

M. Khalid BAROUTIMme Najat IGGOUTM. Abdelaziz EL ADAOUI

Chef projetDirecteurChef

Pour la conception :

Mr KRISTOV KOLEV Formateur à

Mr LAHLAFI MOHAMMED Formateur ISTA

Pour la validation :

Mme GUNINA Fatna

Chef De Ch ant ier Travaux Publ ics 2

Résumé De Théorie EtModule 14 : Sur L a Mécan iqu e D es Sol s

REMERCIEMENTS

contribué à l ’élaboration du présent

BTP

du CDC BTPde Pôle

ISTA MAAMORA KENITRA

MAAMORA KENITRA

Formatrice animatrice au CDC /BTP

Les utilisateurs de ce document sont invités àcommuniquer à la DRIF toutes les

remarques et suggestions afin de les prendre

ce programme.

Guide De Travaux Pratique C o n n a i s s a n c e s

en cons rat on pour enr c ssement et

l’am lioration de

DRIF

http://module01-ofppt.blogspot.com/




II.4)

Guide De Travaux Pratique

Les caractéristiques physiques et leur mesure

4) Indice de plasticité

III. classification des sols

ht tp: / /www.dimaista.com/ Travaux Publ ics

Résumé De Théorie Et

S OMMAIRE :

Module 14 : Conna issan ces Sur La Mécanique D es So ls

Présentation du module

Résumé de théorie

I. Carac téris tiques physi ques s tru c tu re et c lassi fication dessols

1) Généralités et définitions

2) Processus géologique de formation des sols

3) Les différentes phases constitutives d’un sol

Connaissances générales sur les limites d’ATTERBURG

1) limite de liquidité

2) Limite de plasticité

3) limite de retrait

1) La classification du laboratoire des pont et chaussée

Sols a granulométrie uniforme

Sols a granulométrie non uniforme

IV. Guide des travaux pratiques

2) TP 2 détermination de la limite de plasticité

3) TP 3 détermination de la limite de retrait

Chef De Chant ier 3

1) TP 1 détermination de la limite de liquidité












Connaître les types des sols

Individuellement

Respecter les normes fixer p ar


savoir déterminer le type des sols etles bureaux d’études béton armé

suivent.

A part ir des questions de cours

le laboratoire des

matériels du laboratoirepour


utilisation correcte des

sols

Résumé De Théorie EtModule 14 : Conna issan ces Sur La Mécanique D es So ls

MODULE 14 : CONN AISSANCE SUR LA MECANIQUE DES SOLS

Durée : 60 heures

OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAUDE COMPORTEMENT

COMPORTEMENT ATTENDU

Pour démontrer sa compétence, le stagiaire doitles caractéristiques demander par

conditions, les critères et les précisions qui

CONDITIONS D’EVALUATION

A part ir des exercices notés

CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE

savoir faire les calculs nécessaires

, selon les

pont et chaussée

le laboratoire mécanique des

Chef De Chant ier 4








OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAUDE COMPORTEMENT

PRECISIONS SUR LE

COMPORTEMENT ATTENDU

Détermination des types de sol

Détermination des limites d’ATTERBERG

CRITERES PARTICULIERS DE

PERFORMANCE

Mode d’emploi par sondage

Mode d’emploi fixer par le laboratoire

mécanique des sols

Détermination de la limite de liquidité

Détermination de la limite de plasticité

Détermination de la limite de retrait

Chef De Chant ier 5











Le stagiaire doit maîtriser les savoirs, savoir-faire, savoir-percevoir ou savoir-être jugés

tels que :


1.2.


OBJECTIFS OPERATIONNELS DE SECOND NIVEAU

préalables aux apprentissages directement requis pour l’atteinte de l’objectif de premier niveau,

Avant d’apprendre à déterminer les limites d’ATTERBERG :

Connaître les types des sols

Connaître les différentes caractéristiques des sols3. Apprendre le mode d’emploi des laboratoires de mécanique des sols

Chef De Chant ier 6












Travaux Publ icsht tp: / /www.dimaista.com/

P RESENTA TION DU M ODULE

la mécanique des

sols

connaissances

déterminer les limites

- le module dont

sols

--

Il est situé dans

Il est composée de 02 parties comme suit :

Connaissances générales sur les types

Détermination des limites d’ATTERBERG

- A l’issu de ce module, les stagiaires auront

techniques de base sur les types des sols et

d’ATTERBERG

- La durée de ce module est de 60 heures.

Chef De Chant ier 7

Module 14 :Résumé De Théorie Et

C o n n a i s s a n c e sGuide De Travaux PratiqueSur L a Mécan iqu e D es Sol s

l’intitulé est la connaissance de base de

la première partie du programme.

acquis des

de savoir

des





Travaux Publ icsht tp: / /www.dimaista.com/ Chef De Chant ier 8

MODULE, 14


:


CONNA ISSANCES SUR

LA MECANIQUE DES

SOLSRESUME DE THEORIE






I. GENERALITES ET DIFINITIONS :

intuitive. Mais si l’on se penche de

’il on existe p lusieurs

tude des sols en

faisant partie des roches

résultantdans la catégorie

fait qu’elle n’ tablit

certains matriaux telle

parmi les sols

plong dans l’eau, se d sagr ge

par des

sans autre commentaire,

ristiques physiques des sols,

éliminant ces imprécisions de

SOLS :

relève de la géodynamiqueons ici ç rappeler

: variation thermiques (gel dégel

une teinte rouille (sels ferriques)(sels ferreux)

Le terme de sol correspond à

plus près

suivant que l’on s’int resse à

agronomie) ou de géologie.

Du point de vue du géologicien, on peut définir

meuble ou plastiques, ou encore comme étant unede l’alternation des roches de l’ corce terrestre. Les sols

des roches s dimentaires à l’exception des cendres

La difficulté essent

aucune distinction trs nette entre un sol et une roche, et

que les marnes compactes, que l’on peut classer

De manire simple, on peut dire qu’un sol sc h

relativement vite, alors qu’une roche reste intacte.Dans de nombreux projets, les sols sont encore

expressions imprécises du type : argile sableux,

alors que de tels matériaux peuvent présenter des

diff rents, la n cessites s’est donc

de manière à aboutir une

langage.

II. PROCESSUS GEOLOGIQUE

On vient de voir les sols sont le r sultat de l’alt crote terrestre (roches mres). L’ tude de cesexterne étudiée dans le

D’une dgradation mcanique due à divers

Chef De Chant ier 9

ration des


CARACTERISTIQUES PHYSIQUES STRUCTURE ETCLASSIFICATION DES SOLS

une notion premi re,

sur le problème de la définition du matériau sol on constate qu

un problme gologique de pdologie (

formation géologique superficielleentrent en général

ou projection volcaniques.

ielle d’une telle dfinition rside dans le

soit parmi les roches,soit

trop souvent désignés

propretés mécaniques extrêmement

fait sentir d’tudier les carac t

classification géologique rationnelle,

DE FORMATION DES

roches constitutives de la phénomènes

cours de géologie de P.ANTOINE tome 1 .nous bornl’essentiel.

L’alt ration de la roche mre peut tre le r sultat :facteurs

- échauffement)D’un processus chimique :

Oxydation (air ou d’eau de pluie) donnant en général bleutée ou verdâtre


Réducti on (eaux stagnantes) donna nt une teinte

un sol comme

qu’il existe

et

ou sable argileux,






Chimique (racines, décomposition de végétaux,et une action

distinguer trois catgories :Les sols autochtones :

Qui rsultent directement de l’alt Exemple typique : arène

Ces sols pr sentent donc une parenté totale avec le substratum actuel. Ceargileuse. Exemple : argile à silex du bassin parisien.

: par glissement ou

Transport par les cours d’eau :ou marins (homogènes).

La connaissance du processus géologique

à blocaux).

hétérogènes) lacustres

lors des glaciationsglaciers aujourd’hui disparus,

affluentesles cours d’eau

N SOL :III. LES D IFFERENTES PHAS

sente par l’eau remplissant

par un mlange d’air et de la vapeur

est généralement de l’air, mais leles sols en place sont le plus

inexistante,

A. Phase gazeuse généralement

Lorsque le sol est sec, le gaz contenu dans les plus souvent il s’agit d’un mélange d’air et

souvent humides. Lorsquele sol est doc saturés.

sont saturés phréatiques baignent les sols en place Leurmètre de la surface. La plupart des sols à quelques mètres

Chef De Chant ier 10

d’eau qui occupe les vides phase gazeuse partiellement les vides existant entre les particules, et la

’ensem e const tue e sque ette u so , a phase solide composéeUn sol est un élément de trois phases : la

particules de cendres volcaniques fines amenes, soit par

de formation des

Les sols tran sportés :Très répandus. Le transport peut résulter de

sont essentiellement des sols àou moins disparu par

Les sols résiduels :Très répands, résultant de

L’ tude de la gense des sols permet

D’un processus biologique, produisant à


Hydratation Dissolution

Hydrolyse

la fois une action mcanique bactéries).

d’autre part de

ration du substratum rocheux qu’ils recouvrent.

granitique ou gore (sable argileux grossier)

dégradation de la roche sous jacente et de roches ayant plussuite d’une dcomposition intrieure.

dominante

différents processusTransport, limite dans l’espace, de formations r

écoulement visqueux : colluvions de pente.Transport du glaciers actuels ou disparus : mora

sols n’est pas sans intr t

pour le gotechnicien. C’est ainsi que les argiles quaternaires les contraintes importantes duesauront un comportement mécanique très différentla structure très lâche résulte

des argiles molles de mexico, dontde

le vent, soit par

ES CONSTITUTIVES D’U

de grains dont phase liquide repr

constituée en général

restants.

de vapeur d’eau, cartous les vides sont remplis d’eau, la phase gazeuse est

En pratique, dans nos r d’eau souterrains appelées nappes

à quelques

Transport par le vent : loess, limon et

de celui


s ue es

ines (argilessables éoliens.

dépôts alluviaux fluviaux (très

glaciaires, qui on subitau poids des

du dépôt dans un lac profond (actuellement comblé)

gions temprs, des nappesniveau supérieur se situe en général

vides






dans le compactage des sols.

Dans la suite des cous, sauf indication contraire,sols saturés.

B. Phase liquide :

On distingue diff rentessuivant la grosseur des grains du sol.

L’eau libre :

Qui peut circuler entre les grains. Elle s’évaporeà une température légèrement supérieure à 100 C°.

phréatiques.

L’eau capillaire :

entre les grains par des forces capillaires, créant entre cesDans le cas de sols non saturés, et disparaît dans lesl’eau libre.

L’eau absorbée :

Elle n’est pas mobile, pr sente une importance viscosit intermédiaires entre celles d’un solide et celles

température élevée (vers 300° C).

complexe et en est encore à ses

considérer le cas des

est plus ou moins grande

lorsque le sol est porté

au voisinage des points de contactforces d’attraction.

conditions de température que

moyen < 2µm). Due au problème

diff rentes de celles de l’eau libre. p rop r it s

ne peut tre vacue qu’à


d’absorption de l’eau par la phase solide, elle

Ce type de

C’est l’eau libre

important en pratique,dbuts. L’lment gazeux joue cependant un rôle trs


L’étude du comportement des sols non sautés est trèsen particulier

nous bornons à

catgories d’eau dont l’importance

complètementqui constitue les nappes

l’eau est retenu sous forme de mnisque derniers des

mêmes

Que l’on rencontre dans les sols très fins (consiste d’adsorption de l’eau forme de

O. Ses proprits sont trsqui lui conf re des

d’un liquide. Elle


diamètre

couches orientées de dipôles H2






influence importante sur les propriétés mécaniques des

C. Phase solide :

Lorsque le sol résulte de la dsagr sont constitués de mêmes minéraux que la roche mère.à 2 µ, et une forme relativement arrondie, constituantoccupent un volume plus faible que les grains.

roche mère, et ont des dimensions inférieures à 2 µ. Les

Les particules argileuses sont caractérisés par :

Une dimension très faible (diamètre moyen <1 µ).

Une forme aplatie (feuilles ou paillettes).

D’importantes forces

Ces particules constituentun volume bien supérieur à celui des grains (structure

une

des dimensions supérieuresles vides

ainsi formés sont appelés argiles.

l’ chelle mol culaire.

-chimiques entre les particules.

les vides peuvent parfois occuper


Lorsque le sol rsultedsagrgation mcanique, les particules

gation mcanique d’une roche,


Cette coquille d’eau absorbe joue le rôle de lubrifiant entre les grains, et asols fins.

les grains du solEn général

un squelette dans lequel

d’un processus chimique qui s’est superpos à du sol n’ont plus la

Nous reviendrons plus loin sur le dtail de leur structure à

d’attraction de nature physico

un squelette dans lequelalvéolaire ou château de cartes).


unemme structure cristalline que la

sols






organiques de formes et de dimensions très variables. Laorganique végétale à structure fibreuse. Les vasescontenant divers types de bactéries et des matières

de solargiles organiques en formation

décomposition.

SURE :

les trois phases

/ v.

totalit des vides).

s / v.= ws / vs.

IV. LES CARACTERISTIQUES

A. Paramètres dimensionnels :

seraient séparées, on définit successivement :

γsat

γd poids volumique sec γd

γs poids volumique des grains solides γ



repr sentation conventionnelleles poids volumique.Dans la plupart des questions on utilisera

const tu e part cu esLe sque ette ’un so peut ga ement tre


de mati restouche est un exemple

sont desorganiques en voie de

PHYSIQUES ET LEUR ME

En se reportant à laclassique d’un volume V de sol dans lequel

poids volumique satur (lorsque l’eau occupe la

= w

= ws






γw poids volumique de l’eau γ = Ww / vw

notion γ au lieu de γh, γat ou γd.

ρ, permet d’éviter

pour un sol donné. Ils phases du sol, et caractérisent

lâche ou serrée). On

l’eau. La notion à utiliserd’un paramtre sans nous n’utiliserons pas

des argiles de mexico : e >

un schage du sol dans une

proportion les vides

des autre. Les relations les plus

γ’ poids volumique déjaugé

L’utilisation des poids volumiques γ au lieu des massesl’introduction de l’acc lration de la pesanteur g (γ =

B. Paramètres sans dimension s :

Ce sont des paramètres trèsindiquent dans quelles proportions se trouvent les

On rencontrera parfois la notion de densit d’un sol parsera alors par exemple γd / γw pour la densit sche.dimension, nous ne l’incluons pas dans le paragraphe,

L’indice de s vides e :

Rapport du volume des vides au volume des grains solid

E = Vv / Vs

L’indice des vides d’un sol peut tre suprieur à 1 (cas

L a p o r o s itén :

Rapport du volume des vides au volume total du sol.

N = Vv / V

La porosit d’un sol est toujours infrieure à 1.

La teneure en eau :

Rapport du poids des grains solides

W = Ww / Ws x 100 %La teneur en eau d’un sol peut dpasser 100 %.

L e d e g réde s a t u r a t io n :

Rapport du volume de l’eau au volume dessont remplis par l’eau. il s’exprime également

Sr = Vw / Vv x 100 %.

Re l a ti o n e n t r e l e s p a r amèt r e s :

Les paramètres que l’on vient de définir ne sont par

besoin de calculer certains d’entre eux a partir de laimportantes sont les suivantes :


pour un volume donné de sol.


w

(lorsque le sol est entièrement immergé)

Quand il ne peut y avoir confusion, on utilise quelquefois la

volumiquesρg).

importants et essentiellement variablesdifférentes

ompactibilitédéfinira successivement en se reportant à la figure.

rapport àBien qu’il s’agisseet, en principe,

cette notion.

extrme

Dans cette définition onconvient de prendre en compte l’eau qui s’est vapore tuve à 105° C. jusqu’à en pourcentage.

vides. L indique dans quelleen pourcentage.

indépendants

mesure


l’tat dans lequel se trouve le squelette du sol (tat de c

aprs poids constant de l’chantillon. On l’exprime

. Il est courant que l’on ait

es.

13).






N = e / (1+e).

schématique

sols en deux grandes familles :

dont les grains sont libres de se

cohésion.

presque uniquement de leur étatdépend en

, ce sont les paramètres

s des particules organiques) varie

constant (γw = 10 KN /d’un sol se réduisent à deux :

d’un sol grenu, on définit

de densité ou densité relative :

par des essais de laboratoire

enfants.

:

W = e.Sr. γw / γs.

E = n / (1-n).

Pour les sols satur s e = w x γs / γw.

γh = (1+w) x γs / (1+r) = (1-n) γs + Sr.n.γw

γd = γs ( 1-n ) = γs / (1+e ).

Pour les sols satur s γsat = γd + nγw )

Γ’ = (γs γw ) ( 1-n ) = (γs γw ) x γd / γs.

Pour établir ces relations, il est pratique d’étudier la

conventionnelle du sol rencontrée plus haut

I m p o r t a n c e d e s p a r am èt r e s s a n s d im e n s io n s :

Nous verrons, au paragraphe suivant, l’on peut sparer

Les sols grenus ou pulvérulentes dont le type est le sable,mouvoir les uns par rapport aux autres (le

Les sols fins ou cohérents dont le type est argile, qui

Les sols grenus ont un comportement mécanique quide compacité (lâche ou serré), alors que les sols

premier lieu de leur teneur en eau.

On voit donc que parmi tous les paramètres définissans dimensions qui sont es plus importants.

Comme le poids volumique des grains solides (hormisdans des limites assez faibles :

26 KN / m3

On peut le considérer pratiquement comme constantet connaissant le poids volumique de l’eau consid rém3), il en résulte que les paramètres variables et

L’indice des vides : e

La teneur en eau : w

N.B pour donner une meilleure idée de l’état de

également un nouveau paramètre

Id = ( emax -e ) / ( emax emin ).

Emax et emin sont les deux états de compacité extrêmesexpérimentalement pour un sol donné.strictement normalisés.

rend possible la construction des châteaux de sable par

Pour un sol lâche : Id est voisin de 0

Pour un sol serré : Id est voisin de 1On notera par ailleurs que dans le cas des sables, on a


(on prend enaussi comme


une greL’eau cap a re con re aux so s pu vru ents um es


représentation

etsable coule entre les doigts).

présentent de la

dépendfins ont un comportement qui

précédemment

général γs = 2.65 KN / m3),

indépendants

compacitésans dimensions, l’indice

que l’on peut obtenir

Ils sont détermines

cohsion. C’est elle qui

toujours

les

le ca

les





γhγs




0.40 ≤ e ≤ 1

Le tableau suivant donne les caractéristiques de différents sols en place.

sol Période ouétage

géologique(K N/m3)

e n Teneuren eau

naturelle(KN/m3)

Teneuren

matièreorganique

Teneuren

CaCO3

Sable de

fontainebleau

Stampien 27.0 0.75 0.43 6% 16.3 === ===

limon d’Orly quaternaire 26.2 0.6 0.38 23% 19.3 === ===

Limon de la perche

Crétacésupérieur

26.7 1.4 0.58 50% === === ===

Argile vertede

Romainville

Sasannoisien

(oligocène)

26.7 0.80 0.44 30% 19.7 === 0.2

Argile des

Flandres

Ypresien

(éocène)

27.4 1.01 0.50 35% 18.5 === 0.2

Argile deDozulé

Callovo-oxfordien

26.6 0.50 0.33 19% 21.2 === ===

Vase de pallavas

quaternaire 26.3 1.73 0.63 66% 16.2 5% ===

Tourbe deBourgoin

quaternaire === 9 0.90 580% === 55% ===

Argile demexico

Originevolcanique

=== 3.38à

13.50

0.77à

0.93

=== === === ===

Me s u r es d e la b o r a t o i r e :

D’après ce que l’on vient de voir , il suffit de déterminer

indépendants γs, e et w, ou l’on tire ensuite les autres précédentes.

Compte tenu de la disposition inévitable, due prendra la moyenne de plusieurs essais. Les mesures

des trois paramètres

l’hétérogénéité du matériau, on

général au laboratoire.


les valeurscaractéristiques à l’aide des relations

notamment àse font en




















































Dét er m i n a t io n d u p o id s v o l u m iq u e d e s g r a i n s

Cette mesure se fait à l’aide d’un pycnomètre.l’étuve à 105° C jusqu’a poids constant (w = 0 )contenant de l’eau distille. On en déduit par pes eL’ou l’on tire :

Γs = Ws / Vs.

On a vu que l’on obtient en général 26 KN /

Toutefois, si le sol a une teneur élevée en matières

faibles pour γs exemple vase de Martrou γs = 18 KN /Détermination de la teneur en eau :

Elle se fait par deux peses. L’une à la teneur l’chantillon humide, l’autre à tat sec aprs passage à l’ constant qui donne le poids sec Wd de l’chantillon.

On en tire W = (w-wd ) / wd.

Détermination de l’indice de s v i d e s e :

C’est une mesure d licate.à l’tuve, et du volume total V de l’chantillon. Ce mesurant la longueur d’une carotte de diamètreopérer par déplacement de liquide à la balance

On en tire : e = [ V / (Wd / γs ) ] -1.

:

sèche par passage à pycnomètre)

déplacée par le sol Vs.

m3.

des valeurs plus

qui donne le poids W de105° C. jusqu'à poids

du sol schse d termine gn ralement en



solides γs

Un poids connu de sol Ws,est introduit dans un flacon (

le volume d’eau

m3 < γs < 28 KN /

organique on peut obtenir

m3.

en eau naturelletuve à

Elle ncessite la dtermination du poids du poids Wsdernier

connu (diamètre du carottier).hydrostatique après

l’chantillon.


On peut aussiavoir paraffine






V. STRUCTURES D ES SOLS :

A. Granulométrie d’un sol

de la dizaine de cm au micro. Ledistribution de ces particules en mesurant par pes e

On procède expérimentalement par tamisage pour les par sédimentométrie pour les éléments fins est importand’eau (voie humide). Sinon, il peut s’effectuer par voie

T am i s a g e

L’essai de tamisage se fait à

est normalisé. La quantité de matériau retenue parmatériau qui passe au travers d’un tamis s’appelle le

En désignant par Rj les refus, Ti les tamisâts, on a au

relative de classes grains de:

.

.

des vibrations. L’essaile refus, la quantit de

tamis d’une colonne de tamisage :


élémentste. Le

Le squelette solide d’un sol est form de particules


C o n n a i s s a n c e sGuide De Travaux PratiqueSu r La Mécan ique DesSols

de dimensions but de l’analyse granulom trique est de d

l’importance

dimensions bien définies. Ces différentes classes portent les dénominations suivantes

de diamètre moyen > 100µ ettamisage se fait sous un courant

l’aide d’une colonne de tamis soumise àun tamis s’appelle

tamisât

trs variables pouvant allerterminer la

sèche

nième






Tn 1 = Rn + Tn

Séd im e n to métr ie

Pour les particules inférieures a 100µ les forces deimportantes (apparition de la cohésion), et lessédimentométrie, méthode bas edécantation des grains de sol dans une solution déf

La loi de stockes donne la vitesse limite d’une particule

Cette vitesse est proportionnelle au carré du diamètre de lgrosses se déposent plus rapidement.

s’agglom rer. On proc de par phno mne de

descendant sous l’action de

particule, les particules les plus




surface inter particulaires sont tropgrains tendent à

sur l’application de la loi de stockes

loculante.

sphériquela pesanteur dans un milieu visqueux.

a






On a : v =(γs γo) d2 / 18 η

(η = 1 centpoise à

différentes niveaux ennotion de diamètre équivalentaplaties ) on peut calculer à

des particules de

: états liquide, plastique, et solide,définir trois limites exprimées parWo et de retrait Ws.

définir ces limites, tels qu’ils

géotechnique routière, et au cours

comme suite : on étant sur une

normalisé. A lalongueur de centimètre après

à la teneur en eau minimum pourde diamètre et de deux centimètre

est encore en place, de l’état

sticit d’un sol

, en particulier en en géotechnique

:

η étant la viscosit dynamique de l‘eau à la temp rature20°).

γo le poids volumique du liquide (eau + défloculant)

On procède expérimentalement en mesurant la densitéfonction du temps à l’aide d’un densimètre.

dy (les particules n’étant en réalité pas sphériques, mais partir des mesures de densité,dimensions inférieures ou égales à dy.

B. Limites d’ATTERB ER G :

Afin de préciser les trois états de consistance desle suédois ATTERBERG a proposer au début du siècledes teneurs en eau (en %). Les limites de liquide WL de

Indiquons successivement les tests auxquels on se réfèreont été précisés par CASAGRANDE.

Nous renvoyons pour plus de détailsde routes.

Lim ite d e l iqu idi téWL :

imprime à la coupelle des secousses égales en intensité,limite de liquidité, la rainure en V doit être referméevingt cinq secousses.

L im ite de plas t ici téWP :

Elle sépare l’état plastique de l’état solide. Ellelaquelle on peut rouler le sol en rouleaux de troisde longueur sans qu’ils se rompent.

Lim i te de retra i t WS :

Elle sépare l’état solide sans retrait dans lequel l’eausolide avec retrait ou l’eau absorbée a disparu. C’est la

remplir les pores du sol lorsque celui-ci atteint pardétermine peu fréquemment.

Ind ice d e plas t ici téIP :

C’est la différence entre la limite de liquidité et la limite

IP = WL WP

La notion de plasticité est très importante enroutière.

CASAGRANDE a montré sur les sols américains

IP = aWL b.

Pour les sols français a = 0.70 et b = 9

Précision et porté d es es sais d’ATTERBERG


de


séchageteneur en eau juste

coupelle une couche d’argile que l’on divise en deux à


de l’exprience

de la solution àEn introduisant la

plutôtle pourcentage y en poids de sol sec,

sols fins

plasticité

aux manipulations de

Elle sépare l’état liquide de l’état plastique. Elle se déterminel’aide d’un instrument en forme de.

suivant un rythmesur une

correspondmillimètre

absorbéesuffisante pour

son minimum de volume. Elle se

géotechnique

qu’il existait une relation de forme

pour

On

de pla






ht tp: / /www.dimaista.com/ TravauxPublics


On peut considérer que l’erreur sur la limite de liquidit est de l’ordre de 0.5 % pour un laboratoire exercé. Celle sur la limite plasticité être estimée à 2 %.

Malgré leur définition très arbitr aire, et le caractère un peu simpliste du processusexpérimental, les résultas présentent grande fidélité, et les essais d’ATTERBERG constituent

des essais d’identification et de classification fort utiles pour l’ingénieur.

SKEMPTON a montré que l’indice de plasticité est en relation a peu près linière avec le

pourcentage en poids des grains inférieurs à 2µ (teneur en argile).

Or, ce sont ces éléments fins qui sont dangereux pour la construction en raison de la présenced’eau absorbée. Le rapport de ces deux pourcentages est appel activit colloïdale de l’argile.

une argile inactive a une activité < 0.75.aa

Une argile normale a une activité comprise entre 0.75 et 1.25.

Une argile active a une activité > 1.25.

On se méfiera tout particulièrement des argiles qui ont un double caractère de plasticité et

d’activité.On notera enfin que dans les sols en place la teneur en eau naturelle W généralementcomprise entre WL et WP très près de WP.

Le tableau suivant donne les caractéristiques de quelques sols fins et typiques.

sol WL WP IPTeneur en

eau naturelleActivité

Limond’Orly

32 18 14 23 ****

Limon

plastique du perche

75 48 27 50 ****

Argile vertede

Romainville65 30 35 30 0.49

Argile deslandes

82 34 48 35 0.80

Argile deDozulé

48 21 27 19 0.47

Argile bleuede boston

42 22 20 40 ****

Argile deLondres

76 29 47 29 ****

Tour bure deBourgoin

66 37 29 55 ****

Vase de pallavas

70 30 40 66 ****






















































VI. CLASSIFICATION DES SOLS

A. Intérêt d’une classification

Un système de classification utilisant les résultatsonéreux est d’un grand intérêt pour l’ingénieur dans

mécanique des sols.Bien qu’il existe de nombreux systèmes de classification

leurs inconvénients. Et pouvant regrouper différemmentclassification est en supprimant les désignations

première idée du comportement mécanique du sol étudiél’attention de l’ingénieur au stade des étudesensuite judiciairement les crédits affectes al’emplacement des essais plus complexes de laborat

Enfin dans le cas des ouvrages ou l’expérience

des structures en géotechnique routière par exemple)

L’utilisation d’une classification est indispensable.

On définit également l’indice de liquidit :

IL = (W WP) / (WL WP) = (W WP) / IP.

plus elle est dangereuse. On notera que si W > WL, ce

B. La classification LPC : laboratoire des

Nous nous bornerons à étudierclassification utilise les résultats fournis par la

ainsi quelques essais complémentairesSo ls à gr anu lométrie un ifo rm e

Lorsque les dimensions des grains sont peu différentes,donnée

Sols pulvérulents dmoy > 20 µ (cailloux; Graves gros;

Sols cohérents dmoy < 20 µ (limon, argile)

En fait les limons ne se différencient des argiles que pard’ATTERBERG comme indiqué ci-après.

So ls a granu lométrie no n u ni fo rmeSols grenus dont 50 % des éléments en poids ont un

Sols fins dont 50 % des éléments en poids en un diamètre

Sols organiques dont la teneur en matière organique est

Elle utilise les résultats des essais d’ATTERBERG parde CASAGRANDE

La classification LPC est résumé dans les

exécutables et peu problèmes courants de

chacun leurs avantages etde sols, l’intérêt d’une

et ambiguës de donner une permet ainsi d’éveiller

ou les avant- projets et d’ utiliserde cause le type le nombre et

in situ qui seront ensuite exécutés.

encore sur le calcul (choix

voisine de l’état liquide, doncsupérieur à 1.

chaussées :

Cetteet les limites d’ATTERBERG,

déjà

ble fin)

valeurs des limites

> 80 µ.

> 80 µ.

.

de l’abaque de plast icité

:



Pour une argile donne, plus cet


d’essais facilement

présentantcertains types

imprécises

indice est grand, plus l’argile

qui arrive parfois, IL est

ponts et

la classification LPC couramment utilisée en France.

qui seront vu au chapitre suivant

on adopte la classification

diamètre

élevée

intermédiaire

tableaux suivants

elle

tous les

préliminairesla reconnaissance

oire ou

pratique s’impose

granulométrie

sable; sa

les






définitions sym conditions

1 et 3

A

1 et 3

A

Appellations

Grave propreBien graduée

Grave propre

Mal graduée

Grave argileuse

Appellations

Sable propre

Bien gradué

sable propre

Mal gradué

Sable limoneux

Sable argileux

GbGW

Cu = D60 / D10 > 4Et Cc = (D30)² / g

r a v e

s

+ 5 0 % :

D > 2 m

m

- 5

% <

0 . 0

8 m m

Gm

GpUne des conditions de

Non satisfaire

GL

GMLimite d’ATTERBERG au-

GA

GCLimite d’ATTERBERG au-

définitions

CALSSIFICATION DES SOL

sym conditions

Sb Cu = D60 / D10 > 6

s a b l e s

+ 5 0 % : D

< 2 m m

- 5 % <

0 . 0

8 m m

SW Et Cc = (D30)² /

Sm

SpUne des conditions de S

Non satisfaire

SLSM

Limite d’ATTERBERG au-

SA

SCLimite d’ATTERBERG au-

Lorsque 5 % < % inférieur à




CALSSIFICATION DES SOLS GRENUS

(D10 x D60) compris entre

dessous de A Grave limoneuse

dessus de

S GRENUS

(D10 x D60) compris entre

dessous de A

dessus de

0.08 mm <12 on utilise un double symbole

+ 1 2 % :

< 0

. 0 8 m m

Gb

+ 1 2 % :

< 0 . 0

8 m m

b





la

pro mes ’c ant ons qu sortent u ca re

Guide De Travaux PratiqueModule 14 Connaissance

s

PROCEDURE D’IDENTIFICATION ET ESSAIS

Procédure couranted’identification

de ce cours, mais qu’il

ne faut pas cependant négliger. Nous renvoyons pour cela aux modes opératoiresL’identification commencera toujours par une observation pr

homogénéité, coquilles, de débris végétaux,

mesure γs (au pycnomètre), teneur en eau

W, indice des vides mesure directe ou à l’aide d’une

en déduire les autres caractéristiques

ensuite à détermination granulométrie

tamisage sous l’eau) dans le contraire.

sédimentométrie

bien le mode de dispersion et la floculant

d’uniformit de HAZEN

c fficient


e

s’il y( pas

organiquepeu plastique

Résumé De Théorie Et: Sur L a Mécan ique D es Sols

Sols finsPlus de 50%<0.08 mm

Déterminer Wl et Wp sur fraction <

0.40 mm

Limite de liquiditéWl <50

Limite de liquidité

En dessus ligne Adu dg. Pl.

Au dessus ligne A Du dg. Pl.

En dessous ligneA du dg. DeP l.

Au dessus ligne A du dg. De Pl.

Couleur odeur Wlet Wp possiblessur sols séchés à

Argile peu plastique

Couleur, odeurWl et Wp possiblesur sols séchés à l

Argile plastiqu e

organique AP ino rganique At

Sol Limon plastique

OP Lt

inorganique organique

Limon peu plastique

Lp

VII.

A.

Nous ne parlons par

(couleur, odeur,

On passera ensuite à

On procédera

Par tamisage à sec

Par voie humide (

On comptera l’essai

En précisant

On en tirera :

Le c fficient

Eventuellement le

des

(par

la

a

par la

:

présence de

des paramètres physiques :

physiques.de la

d’éléments fins) :

cas

sur la fraction

nature du

: Cu = d60 / d10

de courbure : Cc = (d30)² / (

COMPLEMENTAIRES

du LPC.alable de l’chantillon :

etc...).

balance hydrostatique ). On pourra

:

< 100 µ.

.

d10 x d60 ).


Ot






Le diamètre efficace d10.

Le pourcentage des éléments inférieurs àmortier (éléments <0.40mm) .

On terminera en déterminant sur le mortier les limites de

déduira Ip , et on reportera le résultat sur l’ abaque deOn pourra également en déduire l’activité du mortier.

Dans les cas courants, à l’aide des tableaux précédents, ill’identificat ion sera terminée.Dans certains cas cependant, on sera amène à exécuterallons maintenant étudier.

B. Essai d’équivalent de sable :

Cet essai est plus particulièrement utilisé enIl est surtout important dans le cas des sols grenus, card’éléments fins contenus dans ces sols et dont la

profondément le comportement mécanique.L’essai est effectue sur la traction du matériau dont lesL’échantillon est place dans une éprouvette avec

dispersant .L’éprouvette est ensuite agitée

On laisse ensuite reposer l’ensemble. Il se forme trèsdépôt solide grossier surmonte d’un dépôt de floculat

la norme, les hauteurs h1et h2 du dépôt solide etL’équivalent de sable ES s’exprime par le pourcentage :ES =( h1 / h2 ) x 100.Essai d’équivalent de sable :On a donc théoriquement :

argile pureES = 20 sol plastiqueES = 40 sol non plastiqueES = 100 sable pur et propreEn pratique, cet essai n’est réalisé que sur des solslimites d’ATTERBERG est d ifficile et imprécise. On aES >30.

) par rapport au poids total du

et de plasticit , d’o l’on

de CASAGRANDE.

d’ambiguïté et

essais complémentaires que nous

routière.d’évaluer la quantité

en quantité notable peut modifier

sont inferieursà5mm.normalisée contenant un agent

suivant un processus normalise.éprouvette un

mesurées. par

général :détermination des


élémentsune solution



2 µ (teneur en argile

liquidité

plasticité

n’y aura pas

géotechniqueil permet

présence

mécaniquementrapidement au fond de l’

de sol fin. Au bout d’un temps fixedu floculat sont

ES = 0

grenus pour lesquels ladonc en

des






Évaluation de fin de module :Définir les caractéristiques physiques pour lesCiter les limites d’ATTERBERG

bareme de notation10/20

10/20Liste des références bibliographiques :

de sols


Résumé De Théorie EtModule 14 :Guide De Travaux Pratique C o n n a i s s a n c e s Sur L a Mécan iqu e D es Sol s

différents types





Résumé De Théorie Etanique Des

Liste des référencesbibliographiques

De Travaux PratiqueGuide Module 14 : Conn aiss anc es Sur La Méc So l s

Ouvrage Auteur Edition

Internet, Catalogues constructeurs, Cassettes, CD, )ressources jugées utiles (Sites NB : Outre les ouvrages, la liste peut comporter toutes autres





Module 03 Connaissance Sur La Mecanique Des Sols

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