2 compactage avec application.pwr

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    1. 1. CHAPITRE II COMPACTAG E Préparé par : Monsieur Y.Berriche06/09/12 Compactage 1
    2. 2. pour supporter une Construction (route , bâtiment…) 2 1 de nos jours  Anciennement, un sol inadéquat COMPACTAGE  application d’énergie choix d’un autre site (caractéristiques supérieures)  Améliorationdes caractéristiques mécaniques  γ d est influencé par : Augmentation de γ d teneur en eau ω réduction de e granulométrie énergie de compactage 06/09/12 Compactage 2
    3. 3. γs.(1−A) Influence ω γd = γ γd = 1+ω (1+ .G ) ω Énergie constante Zone : Zone : lubrifiant absorbe l’énergie γ d augmente avec ω jusqu’à une valeur maximale Optimum proctor condition limite γ dmax ω opt γs γd = G.ω 1+ s06/09/12Courbe de compactage Compactage 3
    4. 4. Influence de l’énergie de compactage Énergie = f (nombre de passes du compacteur et de sa masse) Courbe de saturation Ligne des optimums Proctor Influence de l’énergie γ dmax 06/09/12 Compactage diminution ω opt  4
    5. 5. Effets du compactage Sur certaines pptés des sols Compactage augmente la stabilité des sols Structure des sols La perméabilité inconvénient matériaux de drainage Le gonflement et le retrait La compressibilité 1 - Dans les sols pulvérulents La résistance au cisaillement augmente résistance au cisaillement 2 - Dans les sols cohérents  augmente l’angle de frottement interne φ 06/09/12 Compactage 5
    6. 6. Figure : Essai ProctorEn 1933, l’Engineering News Record publiaune série d’article de R.R. Proctor un essaide compactage en laboratoire appelé : « essai Proctor Normal »06/09/12 Compactage 6
    7. 7. Tête du marteau Moule Figure : Essai Proctor (Photos) Énergie Proctor modifié = 4.5 x P. normal06/09/12 Compactage 7
    8. 8. 2/ Compactage de chaque couche 2/ Compactage de chaque couche 1/ Machine auto. Pour compactage 1/ Machine auto. Pour compactage06/09/12 Compactage 8
    9. 9. Normes AASHO Proctor standard P. modifié (remblai) (chaussée) Masse du pilon (kg) 2.475 4.535 Hauteur de chute 30.5 45.7 Épaisseur des couches 4 2.5 Nombre de couches 3 5 Nombre de coups par couche 25 25 Énergie de compactage 58 26206/09/12 Compactage 9
    10. 10. CONTROLE DU COMPACTAGE SUR CHANTIER Essais de contrôle  Détermination γ d et ω du sol compacté  5 essais de vérification :06/09/12 Compactage 10
    11. 11. CONTROLE DU COMPACTAGE SUR CHANTIER 5 es sais de v é rific atio n1) Essai au nucléodensimètre (détecteur de rayonnement radio-actif)2) Essai au cône de sable (équivalent en sable)3) Essai à l’appareil de type Washington (équivalent en liquide)4) Essai à la membrane élastique (gonflement d’une membrane φ grains < 5 mm)5) Essai à la membrane flexible (gonflement d’une membrane φ grains > 80mm) 06/09/12 Compactage 11
    12. 12. Évaluation du volume du trou06/09/12 Compactage 12
    13. 13.  une étude statistique (sols pulvérulents) lorsque DC = 80%  ID = 0% les 2 valeurs dans une relation linéaire : ID = ( DC - 80% ) . 506/09/12 Compactage 13
    14. 14. Indice des vides emax eminPoids volumique sec γ dmin γ dmax Indice de densité relative (ID) 0% 100% Degré de compacité (DC) ≅ 80% 100% Relation entre ID et DC06/09/12 Compactage 14
    15. 15. LE COMPACTAGE EN SURFACE Compactage en surface • couches de faible épaisseur • sol de remblayageOn utilise cette technique pour des travaux • barrages et digues • remblais • routes et les voies ferrée • pistes d’atterrissage • fondations de bâtiments et d’O.06/09/12 Compactage 15
    16. 16. Condition de compactage des sols cohérents en fonction de Ic ID Conditions de compactage < 0.5 Impossible, sols boueux 0.5 à 0.8 Très difficile 0.8 à 1.0 Peu difficile 1.0 à 1.1 efficace 1.1 à 1.3 Idéal > 1.3 Difficile, sol trop sec06/09/12 Compactage 16
    17. 17. facteurs agissant sur le compactage en surface a) teneur en eau • rôle important • Efficace ωsol ≈ ω opt (proctor à ± 2 %) • ω chantier < ω opt Plus d’énergie • ω chantier > ω opt Energie absorbéeb) nombre de passesen ↑ augmentant le nombre de passes,  ↑ l’énergie de compactage (3 à 8 passes pour une couche de 300mm)c) épaisseur de la couchel’épaisseur de la couche < 300 mmd) masse des compacteurs  briser les particules (sols pulvérulents)  particules fines  capillairee) vitesse des compacteurs • vitesse 5 à 8 km/h , • vitesse supérieure  plus de passes06/09/12 Compactage 17
    18. 18. Compactage en profondeur lourds ouvrages construits  sol profond de faible compacité  compactage en surface ne parvient pas à stabiliser le sol  risques de terrassement importants Il faut d’autres moyens : 1/ Fondation profondes 2/ Remplacement du sol 3/ Injection de produits chimiques 4/ Application de surcharges 5/ Compactage en profondeur a) Compactage dynamique a) Compactage dynamique b) Vibroflottation) b) Vibroflottation)06/09/12 Compactage 18
    19. 19. a) Le compactage dynamique a) Le compactage dynamique* une ancienne technique Luis Ménard 1970 b) La vibroflottation b) La vibroflottation méthode de compactage un vibrateur électrique 30 à 40 cm de diamètre - 5 tonnes - long de 3 à 5m 06/09/12 Compactage 19
    20. 20. EXERCICES D’APPLICATION06/09/12 Compactage 20
    21. 21. Exercice d’applicationLes résultats suivants ont été mesurés lors d’un essai Proctor utilisant un moule normal de0.96 dm3. La masse du moule est de 1034 g.Masse d’un échantillon de ce sol (g) 6.65 6.12 5.02 5.18 5.20 4.77 4.74Masse sèche de l’échantillon (g) 6.03 5.51 4.49 4.60 4.59 4.18 4.12Masse de sol sec avec le moule compactage (g) 2821 2864 2904 2906 2895 2874 28341) Tracer la courbe Proctor et déduire la densité maximale et la teneur en eau optimale2) Calculer la teneur en eau à saturation 100%, à la densité maximale, si G S = 2,67.3) Déduire la quantité d’eau à ajouter à l’optimum pour être à saturation.4) Tracer la ligne de saturation 100% et la ligne à 5 % d’airEn supposant un compactage relatif de 96% à la teneur en eau optimale,5) Estimer la contrainte totale sous un remblai de ce sol de 20 m de hauteur6) Quels sont les indices de vides et le degré de saturation de ce sol.06/09/12 Compactage 21
    22. 22. Solution Exercice 1) Densité maximale et la teneur en eau optimale ? masse d’un échantillon de ce sol (g) 6.65 6.12 5.02 5.18 5.20 4.77 4.74 masse sèche de l’échantillon (g) (WS) 6.03 5.51 4.49 4.60 4.59 4.18 4.12masse d’eau (g) (Wω ) 0.62 0.61 0.53 0.58 0.61 0.59 0.62 masse d’eau / masse sèche de l’échantillon La teneur en eau = ω = W ω / WSTeneur en eau ω % 10.28 11.07 11.80 12.60 13.29 14.11 15.05 06/09/12 Compactage 22
    23. 23. Solution Exercice 1) Densité maximale et la teneur en eau optimale ? masse de sol avec le moule compactage (g) 2821 2864 2904 2906 2895 2874 2834 tare du moule = 1034 g ; volume du moule = 0.96 dm3masse sol sec (WS) 1787 1830 1870 1872 1861 1840 1800 Poids spécifique sec = masse sol sec / volume du moule γdPoids spécifique sec γd (kN/m3) 18.61 19.06 19.48 19.50 19.38 19.16 18.75 On trace la courbe Proctor γ d = f (ω) 06/09/12 Compactage 23
    24. 24. Solution Exercice1) Densité maximale et la teneur en eau optimale ? ω (% ) 10.28 11.07 11.80 12.60 13.29 14.11 15.05 γ d (kN/m3) 18.61 19.06 19.48 19.50 19.38 19.16 18.75Graphe Courbe Proctor 19,6 19,5 19,4 19,3 poids spécifique sec kN/m3 19,2 19,1 19 18,9 18,8 18,7 18,6 Tracé de la courbe 18,5 10 11 12 13 14 15 16 teneur en eau % 06/09/12 Compactage 24
    25. 25. Solution Exercice 1) Courbe Proctor Densité maximale et la teneur en optimale ? 19,6 19,5 19,4 19,3 Graphiquementpoids spécifique sec kN/m3 19,2 On peut lire : 19,1 19 18,9 18,8 γ d max. = 19,52 kN/m3 18,7 ω opt = 12.20 % 18,6 18,5 10 11 12 13 14 15 16 teneur en eau % 06/09/12 Compactage 25
    26. 26. Solution Exercice2) Teneur en eau à saturation correspondant à la densité maximale ? γd avec : γ d = γ dmax = 19,52 kN/m3 γs γd = ( ) γ s = 26,7 kN/m3 1+ω. G G = 2,67 Sr Sr = 1 ω sat = 13,77 %06/09/12 Compactage 26
    27. 27. Solution Exercice 3) Quantité d’eau à ajouter à l’O.P pour être à saturation ? ⇓ Vω = Wω / γ ω Comme : Wω = W s . ω avec : ω = ω sat - ω opt ⇓ Wω = Ws . (ω sat - ω opt) ⇓ Par unité de volume (1 m3) on aura : ⇓Wω = 26,7. (13,77 - 12,20) / 100 Vω ≅ 42 litres = 0,419 kN par m3 de sol par m3 de sol 06/09/12 Compactage 27
    28. 28. Solution Exercice 4) Ligne de saturation 100% ? Courbe Proctor essai Proctor ligne de saturation 100% γd = γs ( ) Avec : γ s = 26,7 kN/m 3 21,5 1+ . G ω G = 2,67 Sr Sr = 1 21 choix des valeurs de ω 20,5 de l’énoncé 20 poids spécifique sec kN/m3ω% 10.28 11.07 11.80 12.60 13.29 14.11 19,515.05 19 18,5 Poids spécifique sec à la saturation (application de la formule) 18 γ d sat 20.94 20.61 20.30 19.98 19.70 19.39 19.04 10 11 12 13 14 15 teneur en en eau % Graphe 06/09/12 Compactage 28
    29. 29. Solution Exercice 4) Ligne de 5% d’air ? courbe à 5% dair courbe à saturation 100% Avec : courbe essai proctor γ γd = s.(1− ) A γ s = 26,7 kN/m3 21,50 (1+ .G ) ω G = 2,67 A = 0,05 21,00 20,50 choix des valeurs de ω de l’énoncé 20,00 poids spécifique kN/m3 19,50ω% 10.28 11.07 11.80 12.60 13.29 14.1115.05 19,00 18,50 Poids spécifique sec à la saturation 18,00 (application de la formule) 17,50 γd 20.94 20.61 20.30 19.98 19.70 19.39 19.04 10 11 12 13 14 15 16 teneur en eau % Graphe 06/09/12 Compactage 29
    30. 30. Exercice d’application5) Estimer la contrainte totale sous un remblai de ce sol de 20 m de hauteur ?Compactage relatif γ d = 96 % . γ d max = 96% . 19,52 γ d = 18,74 kN/m3la contrainte totale : σ = γ .H 20m γComme : γ γd = ⇒ γ = γ d . (1+ 1+ω σ ω) densité totale γ = 18,74 . (1 + 12,20 %) = 21,03 kN/m3 σ = γ . H = 21,03 x 20 σ = 420,6 kN/m206/09/12 Compactage 30
    31. 31. Exercice d’application 6) Quels sont les indices de vides et le degré de saturation de ce sol ? e= γ s (1/ γ d - 1/γ S) = 26,7 .(1/18,74 - 1/ 26,7) e = 0,425 Comme : G.ω =S.e S = 2,67 x 12,20 % / 0,425 S = 76,64 %06/09/12 Compactage 31
    32. 32. Solution Exercice Courbe Proctor 21,5 Courbe de saturation Récap. 21 poids spécifique sec kN/m3 ∆ω = ω opt- ω sat 20,5 20 γ d max = 19,52 kN/m3 19,5 19 18,5 ω opt = 12,20 % ω sat optimum proctor = 13,77 % 18 10 11 12 13 14 1506/09/12 Compactage teneur 32 en eau % en

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