Densite A Membranes [PDF]

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La densité à membrane INTRODUCTION : La détermination des caractéristiques d'un sol nécessite la réalisation d'essais. Certains essais (relatifs au comportement à court terme), peuvent être effectués de deux façons : - Au laboratoire après prélèvement d’échantillons intacts (ou non remaniés) ; - Au sein du massif de sol, par un essai en place ou in situ. Les essais permettant la détermination des caractéristiques à long terme sont réalisés au laboratoire sur des échantillons de sol intacts. Les avantages de l’essai in situ sont les suivants : - Son exécution est rapide, donc on peut le multiplier pour permettre une meilleure reconnaissance du sol ; - Il est parfois le seul à réaliser lorsqu’on ne peut pas extraire des échantillons intacts ; - Il donne des résultats globaux par rapport aux essais de laboratoire qui donnent des résultats discontinus . ESSAIS IN-SITU : Il y en a plusieurs, on décrira quelques uns qui sont les plus utilisées en pratique.

Partie théorique 1-Définition la densitomètre à membrane : La Densitomètre à membrane est utilisée pour mesuré la densité in- situ du sol Cette appareille est composée de plusieurs parties ; les photos ci-dessous représentées les différentes composants

La densité à membrane

Figure 1 : densitomètre et ses composants

La densité à membrane

2-But de l’essai : Est la détermination par un procédé rapide, la densité du sol sur place. A l’aide d’utiliser un densitomètre à membrane. 3-Principe de l’essai : L’essai consiste à creuser une cavité, à recueillir et peser la totalité des matériaux extraits, puis à mesurer le volume de la cavité à l’aide d’un densitomètre à membrane. L’appareil est doté d’un piston, qui sous l’action de l’opérateur, refoule un volume d’eau dans une membrane souple étanche qui épouse la forme de la cavité, une tige graduée permet de lire directement le volume.

Figure2 : schéma de principe de l’essai

La densité à membrane Partie pratique 4-Mode opératoire : Appareillage :

-sur le terrain : Un densitomètre a membrane le corps est composé de : -d’un cylindre de volume minimale de 3000 centimètres cube, doté d’une embase, la taille de l’appareil doit être adapté a la cavité creusée ; -d’une membrane souple étanche, amovible, en latex ou un matériau de propriété équivalentes Raccordées au cylindre, l’ensemble étant rempli d’eau ; -d’un piston muni d’une tige gradués équipée d’un index permettant la mesure de volume au centimètre cube, et d’une pognée. -d’un piège à bulle généralement situé en haut de la tige graduée ; -d’un système e purge. -d’un dispositif de contrôle de la pression appliquée ou d’un limiteur d’effort. On choisit un densitomètre permettant de réaliser une cavité telle qu’elle est définie en : -une plaque de base suffisamment rigide pour supporter sans déformation le poids de l’opérateur. Cette plaque est percée en son centre d’un orifice muni d’une collerette destiné à recevoir l’embase Du corps de l’appareil. -une plaque de transport (protection de la membrane au cours du transport) ; -quatre piquets d’encrage au moins (valets), -matériel de creusement (pelle, piochon, burin, couteau, marteau, etc.) ; -matériel de prélèvement (sacs, main écope, feuille plastique …)

La densité à membrane

appareillage

En laboratoire : -balance précise au 1/1000 de la masse pesée -matériel nécessaire à la mesure de la teneur en eau selon la norme utilisée

Méthode d’essai : -fixer la membrane sur l’embase du cylindre -remplir l’appareil d’eau et s’assurer qu’aucune bulle d’air ne subsiste dans le cylindre -perger éventuellement selon le mode opératoire prescrit par le constructeur -vérifier l’étanchéité du dispositif

La densité à membrane 5-Réalisation de l’essai : 1-mesure du volume initiale v0 : Préparer par arasement une surface plane sensiblement horizontale au moins égale à celle de la plaque d’appui -fixer la plaque d’appui avec les piquets d’ancrage (valets), en cas impossibilité lester la plaque solidariser l’appareil à la plaque d’appui -appyuer sur le piston jusqu’ à l’obtention de la pression désirée (sup ou égale à 5kpa) -mesurer sur le système de lecture le volume v0. 2-creusement de la cavité et la détermination de la masse humide (m h) : -Pratiquer l’excavation du trou à travers l’orifice de la plaque .la profondeur doit être égale au diamètre de l’orifice à plus ou moins un demi –rayon .la forme de la cavité doit être régulière .on évitera les anfractuosités et les aspérités .on veillera à limiter la compression /décompression de la paroi sous l’action des outils -Le volume minimale de la cavité est en fonction du d max du matériau .il doit être tel que la masse du matériau extrait soit supérieur à 200 d max et jamais inférieur a 1500 g. la taille de l’appareil doit être adaptée à la cavité réalisée -recueillir la totalité du matériau extrait de l’excavation, sans perte, et le mettre dans un sac hermétique. -peser le matériau humide (m h) et, si nécessaire, effectuer la mesure de sa teneur en eau (w). 3-Détermination du volume totale v t : Fixer à nouveau l’appareil sur la plaque d’appui. Actionner le piston jusqu'à l’obtention de la pression désirée (la pression exercée par l’eau doit être égale ou sup à 5 kpa, mais ne doit pas déformer le matériau). -mesurer le volume v t sur le système de lecture

La densité à membrane

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La densité à membrane 6-calcul et résultats : La densité sèche : ρd =

ρH 1+w

la teneur en eau : 𝑊= 𝑊=

𝑀𝑤 𝑀𝑠

𝑀ℎ − 𝑀𝑠 𝑀𝑠

Mh=M(h+t) -Mt Ms= M(s+t) -Mt

M(h+t) M(s+t) Mt (g) (g) (g) 2953 2693 740

Mh (g) 2213

Ms (g) 1953

𝑴𝒘 (g) 260

V0 (Cm3) 200

Vt (Cm3) 2400

W (%) 13.31

𝛒𝐇 𝛒𝐝 (g/cm 3) (g/cm 3) 1.005 0.89

La densité à membrane

7-conclusion : La méthode de densitomètre à membrane est une méthode plus utilisée pour la mesure de densité in –situ parce qu’elle très efficace et rapide et nous donne une précision des résultats formidable.

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