[PDF] Mécanique des sols I - Chapitre I Propriétés physiques des sols

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• Chapitre I

Propriétés physiques des sols

• Chapitre II

Hydraulique des sols

• Chapitre III

Déformations des sols

• Chapitre IV

Résistance au cisaillement des sols

Mécanique des sols I

• Terminologie de base et définitions • Essais simples d'identification des constituants des sols • Classification des sols

Chapitre IPropriétés physiques des sols

Objectifs de ce chapitre

Chapitre IPropriétés physiques des sols

1- Définition des sols - éléments constitutifs d'un sol

2- Caractéristiques physiques des sols

3- Caractéristiques dimensionnelles

4- Structure des sols

5- Essais d'identification - sols grenus

6- Essais d'identification - sols fins

7- Autres essais

8- Classification des sols

5. Identification

sols grenus1. Définition des sols

2. Caractéristiques

physiques

3. Caractéristiques

dimensionnelles

4. Structure des sols

6. Identification

sols fins

7. Autres essais

8. Classification

des sols

1- Définition - éléments constitutifs d'un sol

1. Définition

des sols

2. Caractéristiques

physiques

3. Caractéristiques

dimensionnelles

4. Structure des sols

1.1 Définition des sols

Matériaux à la surface de l'écorce terrestre

Roches Sols

grains minéraux fortement liés aggrégats de grains minéraux

1.2 Éléments constitutifs d'un sol

squelette solide eau gazeffet de la taille air + vapeur d'eau libre, capillaire, adsorbée

2.1 Description

2.2 Relations entre les paramètres

2.3 Détermination des caractéristiques physiques

2.3.1 Teneur en eau w

2.3.2 Poids volumique

2.3.3 Poids volumique des particules solides

s

2- Caractéristiques physiques des sols

2. Caractéristiques

physiques

3. Caractéristiques

dimensionnelles

4. Structure des sols

1. Définition

des sols

Existence de trois phases

définition de paramètres caractéristiques des sols

Représentation schématique

- volume élémentaire de sol - trois phases séparées - volumes et poids de chacune des phases Air Eau

Solide

VV v V a V w V s W w W a W s W

2.1 Description

Air Eau

Solide

VV v V a V w V s W w W a W s W W: poids total du sol W s poids des particules solides W w poids de l'eau V: volume total (apparent) V s volume des particules solides V v volume des vides entre les particules V w volume de l'eau V a volume de l'air V v = V w + V a

V = V

s + V v = V s + V w + V a W = W s + W w 0 grandeurs mesurables

26 à 27 kN/m

3

9 à 12 kN/m

3 poids volumiquesParamètres dimensionnels

Poids volumique...

SS S VW - des grains solides WW W VW - de l'eau VW - total (du sol) Air Eau

Solide

VV v V a V w V s W w W a W s W 0 VW S d - du sol sec VW VVW satVWS sat J J - du sol saturé Wsat - du sol déjaugé sable

17 à 20 kN/m

3 argile

16 à 22 kN/m

3

19 à 22 kN/m

3 ordre de grandeur sable

14 à 18 kN/m

3 argile

10 à 20 kN/m

3 caractérisation de l'état du solParamètres sans dimension - porosité VVn V - indice des vides SV VVe - degré de saturation 100
VW r VVS Air Eau

Solide

VV v V a V w V s W w W a W s W 0 100
SW WWw - teneur en eau relations volumiques relation pondérale ordre de grandeur sable

0,25 à 0,50

argile

0,20 à 0,80sable0,50 à 1argile0,30 à 1sable1 à 15%argile10 à 20%

entre

0 et 100%

Les paramètres physiques définissent l'état d'un sol - état de compressibilitépoids volumique - quantité d'eauw ou S r - quantité de videse ou n s constant (26,5 kN/m 3 een 1 nne1 La caractérisation d'un sol nécessite 3 paramètres indépendants - utilisation d'un diagramme de phases - utilisation d'un formulairerelations entre caractéristiques physiques

2.2 Relations entre les paramètres

[1] VVn v * [5] sv VVe * [9] sw WWw [2] een 1 [6] nne 1 [10] sw r Sew [3] sd n1 [7] 1 ds e [11] 1 d w [4] wssats n [8] wsatsats e [12] sdwr Sw11 [13] vw r VVS * [14] ewS ws r [15] satr wwS d constant) [16] d w1 [17] wrd Sn [18] wrs Snn1 [19] s ew11 [20] eSe wrs 1 [21] e s d 1 [22] sd n1 [23] wsat [24] e ws 1 [25] n ws 1 [26] d sws

2.3 Détermination des caractéristiques physiquesEssais d'identification

- connaissance du sol - paramètres nécessaires à leur classification - essais en laboratoire - dispersion des mesures (plusieurs essais)3 paramètres indépendants

2.3.1 Teneur en eau w

sw WWw

2 pesées : avant et après étuve à 105

o C -poids total - poids solide détermination de W et V2.3.2 Poids volumique VW

3 méthodes

- immersion dans l'eau - trousse coupante - moule Détermination du volume total d'échantillon de sol (V) • Méthode par immersion dans l'eau - pesée 1poids de l'échantillon - échantillon recouvert d'une couche de paraffine - pesée 2poids de la couche de paraffine (et son volume) - pesée 3 (hydrostatique)volume total (échantillon + paraffine)

échantillon non remanié

• Méthode de la trousse coupante - poinçonnement dans l'échantillon - volume V de l'échantillon aire de la section xhauteur

échantillon légèrement remanié

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