TP Les Limites [PDF]

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1. INTRODUCTION  : Les sables fins se présentent sous l’aspect de poudre d’où leur nom de sols pulvérulents, les argiles par contre forment des pâtes dans lesquelles chaque grain est relié aux grains voisins par des forces de cohésion dues à la présence des couches adsorbées. La consistance qui en résulte dépend en grande partie de la teneur en eau du matériau. Une argile complètement détrempée est liquide ; à l’opposé on trouve des argiles desséchées qui se comportent comme des solides, on en rencontre également qui sont de véritables pâtes à modeler. C’est pourquoi, on distingue trois états dans la consistance des argiles : les états liquide, plastique et solide. A l’état liquide, les grains sont indépendants les uns des autres, leurs mouvements relatifs sont aisés. A l’état plastique, les grains se sont rapprochés et ont mis en commun leurs couches adsorbées si bien qu’ils sont reliés par des chaines de molécules d’eau qui s’accrochent à leurs deux extrémités sur chaque grain. Lorsqu’il ya mouvement, les grains restent attachés les uns aux autres, sans s’éloigner. A l’état solide enfin, les grains sont encore plus près les uns des autres, ils arrivent même au contact en quelques points, en chassant l’eau absorbée. Les frottements internes sont alors importants.

2. But du TP  :

Le but de ce TP est de : - permettre de prévoir le comportement des sols pendant les opérations de terrassement, en particulier sous l'action des variations de teneur en eau. Il faut savoir que cet essai se fait uniquement sur les éléments fins du sol et il consiste à faire varier la teneur en eau de l'élément en observant sa consistance. - permettre aussi de faire une classification du sol.

3. Partie théorique 3.1

Les limites qui séparent ces états sont les Limites d’Atterberg  Limite de liquidité wL.  Limite de plasticité wP  Limite de rétrécissement wR.

a. Limite de liquidité wL Pour déterminer la limite de liquidité, on étend sur une coupelle une couche d’argile dans laquelle on trace une rainure au moyen d’un instrument en forme de (voir figure 2). On imprime à la coupelle des chocs semblables en comptant le nombre de chocs nécessaires pour fermer la rainure sur 1cm, on mesure alors la teneur en eau de la pâte, bien entendu, tout l’appareillage est rigoureusement normalisé. Par définition, la limite de liquidité wL est la teneur en eau (exprimée en %)qui correspond à une fermeture en 25 chocs.

N ω L= ω 25

0 . 121

( )

N : nombre de coups. ω : teneur d’eau initiale (qui se trouve dans l’échantillon humide) qui est définit par la formule suivante: ω=Ww/Ws

Figure -2-

b. Limite de plasticité wP Pour déterminer la de plasticité, on roule l’échantillon en forme de fuseau qu’on amincit progressivement. La limite de plasticité wP est la teneur en eau du fuseau qui se brise en petits tronçons de 1 à 2 cm de long au moment où son diamètre atteint 3mm .Il faut donc réaliser des rouleaux de 3mm de diamètre sans pouvoir faire de rouleaux plus fins. On exécute en général deux essais pour déterminer cette limite. c. Limite de rétrécissement wR. C’est la limite entre un état semi solide et un état solide.

Vi : Volume sec. Vd: Volume humide. Wd: Poids sec. γw: Poids volumique d’eau.

ωR= ω-(Vi-Vd)*γw/Wd

3.2 Les indices déduisent par les limites d ‘Atterberg  : a. Indice de plasticité : L’indice de plasticité Ip est la différence entre la limite de liquidité et la limite de plasticité, il mesure l’étendue du domaine de plasticité du sol. Il est exprimé par la relation suivante : Ip= ωL- ωP

Ip: indice de plasticité Cette notion d’indice de plasticité a une grande importance dans tous les problèmes de géotechnique routière.

b. Indice de liquidité :

IL= ω- ωL/IP

Sols

Limite de liquidité ωL

Indice de plasticité Ip

Sable

ωL