TP Densite in Situ 2 PDF [PDF]

Zitiervorschau

Première partie : MESURE DE LA DENSITE IN SITU I- BUT : Le but de ce TP est la détermination par un procédé rapide, la densité du sol sur place. Pour cela on va utiliser le densitomètre au cône de sable.

II- PRINCIPE : Le principe de l’essai est simple : il consiste à creuser un trou à peu près de 10 cm de profondeur dans l’endroit a tester, et de mesurer son volume. Par ailleurs, connaissant le poids des matériaux extraits du trou, on déduit aisément par simple division la densité en place de la couche testée.

III- MANIPULATION :  Trois échantillons de sable sont préparés, pesés et conduits sur le site sur lequel seront creusés les différents trous.  Les trois trous 10 cm de profondeur sont creusés, des échantillons de sol y sont prélevés.  Les trous sont remplis par le sable jusqu’à leur niveau supérieur (niveau du sol).  Un échantillon de sol prélevé sur site est passé à l’étuve pour une durée de 24heures.  Enfin de séjour à l’étuve, le sol est repesé pour obtenir sa masse sèche. Les différents résultats sont récapitulés dans le tableau suivant :

Echantillon de sol Poids du sol humide introduit à l’étuve (g) Poids du sol sec (g) Poids de l’eau (g) La teneur en eau = P (eau) /P (sec) (%)

I 93.25

II 121.45

III 170.85

77.99 15.26 19.56

100 21.45 21.45

148.65 22.2 14.93

Le tableau ci-dessous rappelle les différentes relations utilisées pour le calcul des différentes grandeurs caractéristiques :  La teneur en eau   volume de l’échantillon  la densité humide  la densité sèche

Source: www.almohandiss.com

Propriété

Relation



La teneur en eau  volume de l’échantillon

Avec

P(eau ) P(sec)

Vsable 

P (eau) : poids de l’eau P (sec) : poids du sol sec

P( sable)

 d .sable =1.53g/cm3

 d .sable

h h  VW sable

la densité humide

d 

la densité sèche

P (sable) : poids du sable

Wh= Poids du sol humide

h 1 

h densité humide du sol  la teneur en eau

On obtient pour les différents échantillons, les valeurs suivantes : Echantillon Pi de sable(g) Pf de sable (g)

Echantillon 1 2000 1666.5 217.97 438.90 19.56 2.01 1.68

Vsable(cm2) Wh (g)  (%) h= Wh / Vsable d=h / (1+)

Echantillon 2 2000 1690.65 202.19 380.27 21.45 1.88 1.54

La densité moyenne serait alors : La densité humide :

h 

 h1   h 2   h3 3

 1.94

h = 1.94g/cm3 La densité sèche :

d 

 d1   d 2   d 3 3

 1.64

d = 1.64g/cm3

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Echantillon 3 2000 1700.45 195.78 381.95 14.93 1.95 1.7

Commentaire : Normalement sur chantier on doit utiliser le densitomètre à membrane pour calculer la densité sur place en effet cet méthode est normalisée et comme la membrane est creusée on a fait recours à une méthode plus simple (celle décrite plus haut) mais non normalisée et accompagnée des pertes lors du remplissage des trous, ce qui explique les écarts trouvés dans la valeurs de la densité sèche sachant que les trois échantillons sont pris dans le même endroit. Cependant il ne faut pas perdre de vu que cette méthode, simple qu’elle soit, permet de tirer rapidement une valeur moyenne de la densité sèche non loin de la valeur exacte.

Conclusion : Le calcul de la densité sèche in situ est très intéressant pour déceler rapidement quelques paramètres géotechniques comme la densité saturée, de plus le calcul de la densité humide est très intéressant pour évaluer le coefficient de stabilité Ns (dit coefficient de Taylor) et par suite contrôler périodiquement le coefficient de sécurité des talus en se basant sur des abaques. Mais la grande utilisation de cet essai est le contrôle, in situ, du compactage au moment des travaux pour garantir un compactage de bonne qualité surtout que les conditions au laboratoire et in situ sont tout à fait différentes : dimension du chantier, volume du sol, l’énergie de compactage, l’engin de compactage…etc.

Deuxième partie : LA GRANULOMETRIE D’UN ECHANTILLON DE SABLE On effectue le tamisage suivant les tamis (2.5 ; 1.6 ; 1.00 ; 0.80 ; 0.315), d’un échantillon de sable de masse de 504g. On procède par voie sèche car le sol utilisé (un sable) est pulvérulent. On rappelle que le Tamisat est la quantité totale des grains qui traverse le même tamis. On rappelle de plus que les résultats de l’analyse granulométrique sont portés sur une courbe appelée courbe granulométrique : en ordonnée on porte les tamisats cumulés en (%) et en abscisse les diamètres des tamis correspondants sur un échelle logarithmique.

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On obtient les résultats suivants : TAMIS

REFUS

TAMISAT

2.50 1.60 1.00 0.80 0.315 Font plat

87,60 96,4 85,3 34 104,6 96,1

416,4 320 234,7 200,7 96,1 0

TAMISAT cumulé en % 82,62 63,49 46,56 39,82 19,06 0

Ainsi on obtient la courbe granulométrique ci-jointe (voire graphe)

Commentaire du graphe : On remarque que : La courbe est continue (tous les tamis enregistrent des refus). La granulométrie est étalée, en effet : d’après le graphe on tire la valeur du coefficient d’uniformité :

C

U



d d

60

=1,5/0,15=10 >2

10

Le sol étudié est bien gradué : en effet le coefficient de courbure déduit du graphe est :

C

C



d ^2 d .d 30

10

= (0,5625) ^2 / (0,15. 1,5) = 1,4 donc vérifie : 1  C C  3

de plus le

60

coefficient d’uniformité vérifie :

4  CU ce qui justifie la constatation (sol bien gradué).

Selon la courbe on remarque que cet échantillon est composé d’une partie dominante de gros sable (environ 70%). Selon la classification USC il s’agit d’un sol grenu propre : sable sans fins.

Conclusion : L’essai granulométrique d’un est parmi les premières études simples à faire pour caractériser un sol d’une manière normalisée et prévoir certaines de ses propriétés physiques comme sa consistance. La granulométrie vient pour corriger les identifications visuelles faites sur chantier et par suite mieux classer le sol selon l’usage éventuel. Le principe de la représentation granulométrique est à caractère statistique et permet de caractériser l’uniformité et la courbure de la forme des grains d’un sol grenu : la matrice forte dans la structure. Cependant une analyse granulométrique par sédimentométrie vient compléter le tamisage pour déterminer la répartition statistique selon le diamètre de la fraction fine.

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