TP Cisaillement [PDF]

Zitiervorschau

Ecole nationale supérieure des travaux publics

ESSAI DE CISAILLEMENT D’UN SOL TP MDS4 N°1

Sous Gr 11 : RAFIK Larbi;MAZOUZ Houssem;CHERGUI Mohamed Lamine

I. INTRODUCTION La bonne connaissance des caractéristiques mécaniques d'un sol quelconque est un facteur déterminant pour la majeur partie des études le concernant tel que: L'étude de sa capacité portante. L'étude des différents types de fondations que l'on peut préconiser… . Ces caractéristiques se traduisent en général par deux paramètres très important qui sont:  L'angle de frottement interne des grains  La cohésion du sol Afin de déterminer ces deux paramètres, nous avons recours à un essai en laboratoire très sollicités par les ingénieurs qui est "L'essai de cisaillement rectiligne" ou "L'essai de cisaillement à la boite" proposé Mr. Alexandre COLLIN (1846) et mise au point par le Pr. CASAGRANDE.

II. BUT DE L'ESSAI Comme nous l'avons souligné précédemment, nous devons déterminer les deux paramètres(la cohésion et l’angle de frottement ) graphiquement à partir de la courbe intrinsèque du sol (sigma tau) pour l’étude de stabilité d’un terrain

2020/2021 0

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III. MATERIEL UTILISE     

Un échantillon de sol Moule de 10 cm de coté L’appareille de cisaillement. Des charges. Les outils nécessaires au découpage et à la préparation des éprouvettes.

Photo de la machine de CASAGRANDE

CALCUL ET INTERPRETATION

 La surface initiale de la boite : L* L= 10 *10 = 100cm²  La surface corrigée est :(L*ΔL) *L d’Où :ΔL= ΔL pic = vitesse de déformation × temps = V déformation × t Pour chaque position choisie correspond une vitesse de déformation V=1.22 mm/min.  L'effort tranchant "T" ou la « force nette » est égale au produit du coefficient de raideur (raideur du dynamomètre) à celui de la lecture sur l'anneau du dynamomètre. .T = K × LA (pic)

 La contrainte de cisaillement "" est égale au rapport de l'effort tranchant "T" appliqué à la boite à celui de la surface corrigée "Acorrigée". τ= T/A corrigée

 Pour tracer la courbe intrinsèque du sol (droite de COULOMB), il est nécessaire d'avoir au moins deux points. pour plus d'exactitude refaire l'essai autant de fois que possible pour avoir le maximum de point. on se contentera de refaire l'essai trois fois (pour avoir 3 points), pour cela trois contraintes normales serons appliquées, elles sont égale à 1 ; 2 et 3 Bars 1- L'essai N° 01 : P = 1bar

ts

LA

0 15

0 40

T=LA* K 0 26,4

30

76

50,16

45

105

69,3

60

120

79,2

75

132

87,12

90

144

95,04

105

150

99

120

159

135

166

104,9 4 109,5 6

∆l=V*ts

Sc(m2)

0 0,000304 5 0,000609

0,01 0,0099695 5 0,0099391

0,000913 5 0,001218

0,0099086 5 0,0098782

0,001522 5 0,001827

0,0098477 5 0,0098173

0,002131 5 0,002436

0,0097868 5 0,0097564

0,002740 5

0,0097259 5

Ƭ=T/Sc(pa ) 0 2648,0633 5 5046,7346 1 6993,8891 8 8017,6550 4 8846,6908 7 9680,8694 9 10115,614 3 10756,016 6 11264,709 4

150

172

165

176

180

180

195

182

210

184

225

185

240

186

255

187

270

187

285

187

113,5 2 116,1 6 118,8

0,003045

0,0096955

0,003349 5 0,003654

0,0096650 5 0,0096346

120,1 2 121,4 4 122,1

0,003958 5 0,004263

0,0096041 5 0,0095737

0,004567 5 0,004872

0,0095432 5 0,0095128

0,005176 5 0,005481

0,0094823 5 0,0094519

0,005785 5

0,0094214 5

∆l=V*ts

Sc(m2)

0 0,000304 5 0,000609

0,01 0,0099695 5 0,0099391

0,000913 5 0,001218

0,0099086 5 0,0098782

122,7 6 123,4 2 123,4 2 123,4 2

11708,524 6 12018,561 7 12330,558 6 12507,093 3 12684,750 9 12794,383 5 12904,717 9 13015,760 9 13057,692 1 13099,894 4

τlim =0,13099bar

2- L'essai N° 02 : P = 2 bars

ts

LA

0 15

0 12

T=LA* K 0 7,92

30

87

57,42

45

127

83,82

60

151

99,66

Ƭ=T/Sc(pa ) 0 794,41900 6 5777,1830 4 8459,2754 8 10088,882 6

75

171

90

188

105

203

120

214

135

222

150

231

165

240

180

243

195

249

210

254

225

255

240

257

255

259

270

260

285

262

τlim =0,18353bar

112,8 6 124,0 8 133,9 8 141,2 4 146,5 2 152,4 6 158,4 160,3 8 164,3 4 167,6 4 168,3 169,6 2 170,9 4 171,6 172,9 2

0,001522 5 0,001827

0,0098477 5 0,0098173

0,002131 5 0,002436

0,0097868 5 0,0097564

0,002740 5 0,003045

0,0097259 5 0,0096955

0,003349 5 0,003654

0,0096650 5 0,0096346

0,003958 5 0,004263

0,0096041 5 0,0095737

0,004567 5 0,004872

0,0095432 5 0,0095128

0,005176 5 0,005481

0,0094823 5 0,0094519

0,005785 5

0,0094214 5

11460,485 9 12638,912 9 13689,798 14476,651 2 15064,852 3 15724,820 8 16388,947 8 16646,254 1 17111,352 9 17510,471 4 17635,501 5 17830,712 3 18027,176 8 18155,079 9 18353,862 7

L'essai N° 03 : P = 3 bars

ts 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285

LA 0 45 125 170 202 228 251 273 290 305 318 328 338 345 350 352 359 361 364 366

T=LA*K 0 29,7 82,5 112,2 133,32 150,48 165,66 180,18 191,4 201,3 209,88 216,48 223,08 227,7 231 232,32 236,94 238,26 240,24 241,56

∆l=V*ts 0 0,0003045 0,000609 0,0009135 0,001218 0,0015225 0,001827 0,0021315 0,002436 0,0027405 0,003045 0,0033495 0,003654 0,0039585 0,004263 0,0045675 0,004872 0,0051765 0,005481 0,0057855

Sc(m2) 0,01 0,00996955 0,0099391 0,00990865 0,0098782 0,00984775 0,0098173 0,00978685 0,0097564 0,00972595 0,0096955 0,00966505 0,0096346 0,00960415 0,0095737 0,00954325 0,0095128 0,00948235 0,0094519 0,00942145

τlim =0,25639bar D'après les graphes on trouve :

τmax (bars)

P (bars)

0,13099

1

0,18353 0,25639

2 3

Ƭ=T/Sc(pa) 0 2979,07127 8300,55035 11323,4396 13496,386 15280,6479 16874,2933 18410,4181 19617,8918 20697,207 21647,1559 22398,2287 23154,0489 23708,501 24128,6023 24343,908 24907,4931 25126,6827 25417,1119 25639,3655

On obtient la courbe intrinsèque

τ = f (sigma) :

τmax (bars) Titre de l'axe

0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0

τmax (bars)

0,25639

1

2

3

0,13099

0,18353

0,25639

Titre de l'axe τmax (bars)

La fonction de la droite : τ = 0,0627sigma + 0.1 CALCUL DE φ et C :  L’angle de frottement φ : tangφ= (0,25639-0,13099) / (3-1)

φ=3,58 o La cohésion C : On obtient « C » du graphe, alors on a :

C=0,1

IV. Conclusion  Puisque la valeur de C est petiteon peut classer notre sable comme un « sable pulvérulent » de faible cohésion…presque nul

 Ce TP nous à permit de déterminer deux paramètres mécanique typique à chaque type de sol : o La cohésion C o L'angle de frottement interne des grains(alpha).  Pour déterminer les valeurs de l’angle de frottement φ et la cohésion C avec une bonne précision on augmente le nombre des essais.  Cette essai contient plusieurs imperfections ne reflètent pas des résultats intactes.