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7/22/2019 tout tp mdc

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T.P. Mecanique des sols .

MINISTERE DE L4ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET ED LE RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIERSITE MOHAMED KHEIDER BISKRA

FACULTE DA LES SCIENCES ET SCIENCE DA LIGENIEUR

DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL

ANNEE : 3meMODULE :MDS

GROUPE : 04

Thme

Prsente par: encadrer par:

Khawla KEBKOUB BEN M. Djamel

Assia MERABET

A!!e "!#$e%'(#%e: )00*+)00,

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Introduction la mcanique des sols

La mcanique des sols peut-tre dfinie comme tant la science qui tudie lesproprits physiques, hydrauliques et mcaniques des sols en vue de leur

utilisatin comme sol support de fondations, ou de matriaux de constructiondauvrages de gnie civil. Cette dfinition fait tat de deux grandes catgories de prol!mes constituantlo"et de la mcanique des sols #- $oit lutilisation de sols comme support de fondations dans ce cas, les

proprits des sols doivent tre dtrmines dans les conditions ou les sols setrouvent dans la nature, cest %&-dire dans un tat intact. 'ar exemple, laconstruction dun atiment ou dune sructure quelconque sur un dp(t de sol,lexcavation dun canal, dune tranche, ou dune coupe pour le passage dune

route sont autant de prolmes qui requi!rent la connaissance des propits dessols en place. Ces proprits pourront tre dterminees soit par des mesures enplace ou par le struchement dessai en laoratoire excuts sur des chantillonsde sols intacts ou mme remanis.- soit lutilisation des sols comme matriaux de construction ou les propritsdes sols devont tre dtrmines de fa)ons & prvoir leur comportement danslouvrage pro"et. Cest le cas de la construction de remlais de routes, de voiesferres, de pistes daroports, de digues ou de arrages en terre. Les proprits

physiques et mcaniques de ces sols pourront tre tudies en laoratoire sur des

chantillons remanis et prlvs dans les *ones demprunt. Cette tude servirade ase aux recommandations pour la mise en place et le contr(le de ces sols. +s lors, limportance de ltude des proprits des sols doit simposer &lesprit de celui qui est responsale de la conception ou de la construction dunouvrage quelconque impliquant lutilisation de sols. Cette tude ncessiteragnralement eaucoup plus defforts et de temps de la part de lingnieur et dutechnicien que ceux-ci devront en consacrer & ltude des autres matriauxhaituellement employs en gnie civil, tels que lacier et le ton qui sont desmatriaux dune simplicit notoire compars aux sols.


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Teneur en eau par tuvage

I. But de lessai :+termination de la teneur en eau dun sol, qui se dfinir par poids de leau

contenu dans le poids des vides etant ngligeale.

II. Gnralits :

1/ !initions : 'our les esoins du prsent document, les dfinitions suivantes sappliquent #Teneur en eau pondrale dun matriau "#$ :rapport de la masse de leauvapore lors de ltuvage m/ sur la masse des grains solides md/, exprim en

pourcentage # % & m#/ "md$Teneur en eau naturelle "#nat$ dun matriau :0eneur en eau dterminelorsque les conditions de prl!vement sur site, de transport et de conservation delchantillon nont entrain aucune modification de celle- ci.

'/ Princepe de la dtermination de la teneur en eau : La perte deau dun chantillon de matriau est provaque oar tuvage. Lesmasses de lchantillon et de leau vapore sont mesures par pesage.

(/ Mt)ode de dtermination de la teneur en eau : Lchantillon de matriau est pes, puis plac dans une tuve. ne fois ladessiccation ralise, lchantillon est pes & nouveau. Les deux peses donnent

par diffrence la masse deau vapore.

III. *ppareillage :Le matriel suivant est ncessaire #

- une tuve de dessiccation & une tempratuer rglale & 122 % 1234c/.

- alances de portes maximale et minimale compatile avec les masses &pes et telles que les peses sont effectues avec une icertitude de 151222de la messe de matriau.

- +es coupelles, des oites de ptri, des vases & peser ou des acs enmatriau non altrale & lhumidit et & la chaleur.

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I+. ,onduite de lessai :1. 'rlever un chantillon.. peser oite ptri p1/.6. 'rlever un chantillon.

7. placer lchantillon sur la oite de ptri.3. 'eser lchantillon avec la oite de ptri p/.8. 9ettre & ltuve & 824c "usqu& dessiccation et poids stale environ 7 h/.:. peser lchantillon sec avec la oite de ptri apr!s la sortie de ltuve p6/;. en dduire la teneur en eau


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La temprature de schage est de 1234c 7h/ sauf pour les sols salins etorganiques. +ans ce cas, la temprature de schage ne doit en aucun cas dpasser 82 4c pourviter les hydrations des matieres organiques, ce cas l& exige ien entendu une

prolongation de la dure de schage 7h/. $i les essais a excuter ne sont pas faits sur le champs, conserver lchantillonatmosphre sature et au procder au paraffinage de lchantillon. $i le temps de lonservation doit tre trop long, il est prodent de prendre lateneur en eau ds larrive du matriau au laoratoire. ne seconde msure seraopre immdiatement avant les essai dexcuter pour vrification.

-e poids volumique

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I. But de lessai :Lessai sapplique & la dtermination de la masse volumique dun chantillon

prlev sur site dans le sol en place ou dans un remlai ou prpar en laoratoire

selon un dfini.

II. Gnralits :

1/ d!inition : La masse volumique dun sol @ est le quotient de la masse m/ du sol par levolume v/ quil ocupe y compris les vides qui contient/.

@ = m 5 v'/ principe de la dtermination de la masse volumique : La masse de lchantillon est otenue par pesage et pour mesurer le volume,deux mthodes son utilisales.

'.1 Mt)ode gomtrique : Le volume est calcul & partir des donnes gomtrique de la trousse coupanteou du moule qui contient lchantillon /la mthode utilisant un moule nesappliquant quau sol prpar en laoratoire/.

'.' Mt)ode par peses :

Le volume est dduit de peses dont une est faite apr!s immersion delchantillon dans leau.

-e poids volumique es grains solides

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I. But de lessai :Lessai dtermine la masse volumique moyenne dun chantillon, parfois

de nature diffrente.

La masse volumique dun sol est utilise pour connaitre lindice des vides,le degr de saturation et la porosit.

II. Gnralits :

1/ !initions : La masse volumique des grains solides du sol @s/ est le quontient de la massede ces grains solides ms/ par leur volume vs/.

@s = ms 5 vs

'/ Principe de la dtermination de la masse volumique des grainssolides : La masse des grains solides est otenue par pesage. Le volume est mesur au

pycnomtre.(/ Mt)ode de dtermination de la masse volumique des grainssolides : Lchantillon de sol est s!ch & ltuve puis pes. Le volume des grains estdduit par pese & laide dun pycnom!tre en sustituant de leau de massevolumique connue aux particules solides.

III. *ppareillage :Le matriel suivant est ncessaire #

- ne alance dont les portes mi,imale et maximale sont compatiles avecles masses & peser et telle que les peses sont effectues avec uneincertitude de A151222 de la valeur mesure.

- n tamis & maille carre de mm douverture.- +es prouvettes de volume 32cmB munis de ouchons.- ne rserve deau distille.- n chantillon sale/.

I+. Prparation de lc)antillon et de matriel :

0out daord, il faut sassurer de la provonance et de la nature gologique dusol et procder & une identification visuelle sommaire afin de savoir si les solssont gypsif!res, latritique ou sils contiennent, de plus, des mati!res organiques.Les sols numrs sont, en effet, sensiles & la chaleur. n cas de doute le sol esttrait comme sil tait sensile & la chaleur.

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ne prise dessai denviron 3g est prleve sur le tamisat de lchantillon dele sol au tamis de mm, puis est place dans une coupelle de masse conue m/.Lensemle est introduit dans une tuve dont le temprature est #

1234c si les sols sont insensiles & la chaleur.

324c si les sols sont sensiles & la chaleur, La dure du schage est alorsvariale entre 1 et ; "ours. Le schage est termin si la masse ms/ de lchantillon ne varie par de plus de51222 entre deux peses effectues, immdiatement apr!s la sortie de ltuve, &au moins 7h dintervalle. Les agglom!rats de particules de la prise dessai sont ensuite spars au pilondans le mortier. Le pycnom!tre et son ouchon sont pess m1/ apr!s setre assur quils taient

propres et secs.

+. ,onduite de lessai : pser lprouvette vide m1/. Demplir lprouvette avec un volume E1/ deau. 'eser un chantillon sec .et litroduire dans lprouvette en prenent

soin dliminer toutes les ulles dair. pser le pycnomtre contient le sol m/. Le liquide monte dans lprouvette. Lire le niveau volume E/. pser lprouvette, du sol F leau m6/.

+I. sultats :

m1 m' +1 +' m(6.37g 81.;g 11.1cmB 1.;>cmB :.7>g

ms = m- m1= 81.; % 6.37 = ;.:7gE = EsF EvG Es= E% E1

= 1.;> % 11.1 = 12.8;cmB

@s = ms 5 Es= ;.:7 5 12.8; = .8>g5cmB@s= .8>g5cmB

;


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-es paramtres p)siques des sols

I. But de lessai :Le ut cette opration de connaitre les paramtres physiques dun sol satur.

II. Mode de calcul et appariellage : Dcipient de 1L. Les ills. Halance electrique. pser le pycnomtre vide I1/. Demplir le pycnomtre avec les ills. pser le pycnomtre contient le sol I/.

Demplir le pycnomtre avec leau en prenant soin dliminer toutes lesulles dair. pser le pycnomtre, du sol F leau I6/.

Les rsultats #%1 %' %(

6.37g 81.;g :.7>g

Jn & K = .8>-a teneur en eau " W$ :

W = I5 Is.122I= I6% I= :.7> % 81.; = 11.1gIs = I- I1= 81.; % 6.37 = ;.:7gW = 11.1 5;.:7/.122 = 6>


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-a densit )umide "0)/ 0#$ :h= I 5 EI = I6% I1= :.7> % 6.37 = 6>.>3gE = EsF E= 11.1 F 12.8; = 1.;>g

h= 6>.>3 5 1.;> = 1.;6g5cmBh5 = 1.;6

-a densit sc)e "0d/ 0#$ :d= Is5 E = ;.:7 5 1.;> = 1.61 t5mBd5 = 1.61

-a densit daue "02/ 0#$ :M= h% & 1.;6 % 1 = .;6t5mBM5 & 2.;6

elations entre les param3tres p)siques des sols

Teneur eneau "#$

Porosit"n$

Indicedesvides "e$

Poidsvolumique "0$

Poidsvolumiquesec "0d$

d!initi

on

I

Is

Ev

E

Ev

Es

I

E

Is

E% n . $r

1-n se $r

s$r . s-

s - $r$r15d-15s/

n I . IsF$r

e1Fe

s- s- $r

d15d-15s/

e I s$r

n1-n

s- - $r

s15d-15s/

0 1F/s$rsF $r

1-n/sFn $r

sFe$r1Fe

1F/d

0d s$rsF $r

1-n/s s1Fe

1F

4r I15d-15s/

1-n/sn

I se

. 15d-15/15d-15s/

. 15d-15/15d-15s/

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-e poids volumique dun sol co)erent

I. *ppareillage :Le matriel emploi est li & la mthode dessai adopte.

Mt)ode par peses :- ne alance dont les portes mi,imale et maximale sont compatiles avec

les masses & peser et telle que les peses sont effectues avec uneincertitude de A151222 de la valeur mesure.

- n ac de paraffine avec son systme de chouffage.- n rcipient rempli deau.

II. Mode opratoire :1/ Prparation de lc)antillon : Lchantillon soumis & essai doit avoir une forme simple afin de pouvoir tre

paraffin facilement. ?u esoin, il est taill, afin davoir une masse compriseentre 2.1 et 2.3Ng.'/ mesures : La prise dessai, apr!s taille ventuelle, est immdiatement pese m/, et est

paraffine aussit(t apr!s. ne foit revenue & la temprature de la salle dessai,elle est pese mp/ & lair lire.III. 56pression des rsultats :La masse volumique du sol est calcule selon la mthode utilise.

@ = m 5 vavec #

v = vf% vi/ - mp% m/ 5 @p@ # masse volumique de leau.@p # masse volumique de la paraffine.@p=2.;g5cmB/

m mp vi vf126.7g 111.:g 322cmB 332cmB

v = 332 % 322/ % 111.: % 126.7/ 5 2.; =6>.86cmB@ = 126.7 56>.86@ = .8g5cmB

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*nalse granulomtrique

I. But de lessai :Lanalyse granulomtrique permet de dter miner la grosseur et les

pourcentages pondraux respectifs des diffrentes familles de grains constituantlchantillon. lle sapplique & tous les granulats de dimention nominaleinfrieure ou gale & 86mm, & lexclusion des fillers. ? notre quil faut viter la confusion entre la granulomtrie qui sintresse & ladtermination de la dimension des grains et la granularit qui concerne ladistriution dimensionelle des graines dun granulat.

II. Principe de lessai :Lessai consiste & classer les diffrents grains constituant lchantillon en

utilisant un srie des tamis, emoites les uns sur les autres, dont les dimensioqsdes ouvertures sont dcroissantes du haut vers le as. Le matriau tudi est

plac en partie suprieur des tamis et le classement des grains sotient parviration de la colonne de tamis.

III. d!initions :'our les esoins du prsent document, les dfinitions suivantes sappliquent #

Prise dessai :matriau soumis & lessai.*nalse granulomtrique par tamisage : ensemle des oprations aoutissant

& la sparation selon leur grosseur des lments constituant chantillon, enemployant des tamis & maille carre afin dotenir une reprsentation de larpartition de la masse des particules & ltat sec en fonction de leur dimention.imension nominale douverture dun tamis d :dimension caractristique lela maille carre de cot d.e!us sur un tamis :partie du matriau retenu sur un tamis.Tamisat ou passant :partie du matriau passant & travers les mailles duntamis.,lassegranulomtrique:ensemle des lments dont les dimensions sont

comprises entre deux ouvertures d de tamis dfinissant un intervalle.Pourcentage massique de re!us : rapport, exprim en pourcentage, de la massede matriau sec retenu par un tamis douverture d, & la masse totale initiale dematriau sec passant & travers le tamis de maille.Pourcentage massique dun tamisat :rapport, exprim en pourcentage, de lamasse sche du passant & travers un tamis douverture d, & la masse totaleinitiale de matriau sec passant & travers le tamis de maille.Le pourcentage massique de tamisat est dsign par # 122 % r .,our7e granulomtrique :reprsontation du pourcentage massique p des

diffrents tamisats en fonction de la dimension nominale douverture des tamis.

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imension nominale douverture 8 pour cent"dn$ :dimension interpolesur la coure granulomtrique pour laquelle le pourcentage massique p detamisat est gal & O pour cent.9acteur duni!ormit :sur le passant au tamis de 86mm, rapport des

dimensions des mailles de tamis pour lesquels il y a respectivement 82< et 12 62

0amis 2.2;

2.12 2.1 2.18 2.2 2.3 2.613 2.722 2.32 2.86

2.;2

9odules

61 6 66 67 63 68 6: 6; 6> 72 71

0amis 1.22

1.3 1.82 .22 .32 6.13 7.22 3.22 8.6 ; 12

9idules 7 76 77 73 78 7: 7; 7> 320amis 1. 18 2 3 61.3 72 32 86 ;2

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+I. escription de lessai :Le matriau sch, de masse 9, est vers sur une srie de tamis choisis de telle

mani!re que la progression des ouvertures soit croissante du as de la colonnevers haut. n partie infrieur, on dispose un tamis de 2.2;mm sur montant unfond tanche afin de rcuprer les lments fins qui passant & travers cette tamis. Jn consid!re que le tamisage est termin lorsque les refus ne varient pas de

plus de 1< entre deux squences de variations de la tamiseuse. Le refus du tamis ayant la plus grande maille est pes. $oit D1 la masse de ce

refus. Le refus du tamis immdiatement infrieur est pes. $oit D la masse du refusdeusi!me refus. La somme D1FD reprsente le refus cumul sur le deusi!m tamis. Cette opration est poursuivie pour tous les tamis pris dans lordre desouvertures dcroissantes. Ceci permet de connaitre la masse des refus cumulsDn aux diffrents niveaux de la colonne de tamis. Le tamisat prsent sur le fondde la colonne de tamis est galement pes. $oit ' sa masse. La somme de rafus cumules msurs sur les diffrents tamis et du tamisat sur

le fond fillers/ doit coincider avec le poids de lchantillon introduit en tte decolonne. La perte ventuelle de matriaux pendant lopration de tamisage nedoit pas excder plus de R du poids total de lchantillon de dpart.

mm

'mm

1mm

;.mm

;.(1mm

;.1mm

;.;


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!igure.1

+. sultat de lessai :?pr!s lchantillonage la masse de llchantillonne est 9 = 1Ng

Le rsultat de lanalyse granulomtrique est reprsent sur le taleau suivant #

Ta7leau des rsultatsTamis "mm$ e!us "g$ e!us

cumuls "g$e!us

cumuls "=$Tamisat

cumuls "=$ 222.2 222.2 22.22 122

'. 181.2 181.2 18.12 ;6.>21.' 168.2 >:.2 >.:2 :2.62;.>( 1::.2 7:7.2 7:.72 3.82

;.(1 627.2 ::;.2 ::.;2 .2;.1> 13.2 >62.2 >6.22 2:.22;.;< 237.2 >;7.2 >;.72 21.82!ond 22:.3 >>1.3 >>.13 22.;3

Jn a #$ = Dn F ' = >>1.3 F :,3 = >>>gLa perte = 9 % $ / 5 9/.122 = 1222 % >>>/ 5 1222/.122 = 2.1< S

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