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Influence de l'eau dans les sols fins

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Un sol c'est quoi ? Toutes couches meubles formées de particules non cimentées Taille des particules inférieure à 200 mm 1-1 Notion de sol en mécanique

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Entre chaque particule présence de vides Vides remplis eau 1-2 Description d'un sol air Représentation schématique : V t V v V a V w V s P t P a P w P s

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Porosité : a) Relation de volume Permet de caractériser l'importance du V v Mais lors d'une déformation : V v et V t varient, n n'est plus adaptée Indice des vides : V s indéformable

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Poids volumique apparent : b) Relation de poids Poids volumique sec : Poids volumique du solide : Poids volumique de l'eau :

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage A l'état naturel c) L'eau dans le sol Jamais sec ! Notamment en Normandie Humide : V v partiellement rempli d'eau Saturé : V v totalement rempli d'eau Teneur en eau : Saturation : 0 < SR < 1

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Selon Archimède, « la résultante des pressions sur le pourtour d'un volume est égale au poids du volume d'eau déplacé et est dirigé vers le haut. » 0 0 Tous les grains sont soumis à un déjaugeage sat  w 

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage 1-3 Essais d'identification objectif Détermination des caractéristiques g , w, ... En laboratoire In-situ Prélèvement des échantillons Mesures en laboratoire Mesures in-situ

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage a) Techniques de prélèvement d'échantillons Méthode du poinçonnement Mesure de w, g h Échantillons intacts

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Méthode de prélèvement massive Échantillons remaniés Gros volumes

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Prélèvement par forage Échantillons intacts Carottier

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Prélèvement par forage Échantillons intacts Gros volumes

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Prélèvement par forage Rock Quality Designation L h i h i h i h i h i

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage b) Mesures en laboratoire Mesure de la part d'eau contenue dans l'échantillon Mesure de la teneur en eau étuve

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Valeur statistique de la répartition des grains en fonction de leur diamètre Étude dimensionnelle, granulométrie f > 80 m m : Tamisage (NF P 94-056) f < 80 m m : Sédimentométrie (NF P 94-057)

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Interprétation des courbes granulométriques Si tous les grains ont le même diamètre % 2 équilibres stables orthogonal tétraédrique n = 0,48 n = 0,26 Valeurs de n trop fortes Recherche de sols mieux gradués

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Interprétation des courbes granulométriques Si le sol est mieux gradué courant pauvre en fines Manque f riche en fines

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Caractéristiques numériques Position Forme Courbure Diamètre efficace

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Compacité d'un sol (NF P 94-059) Masse volumique minimale Masse volumique maximale Indice de densité

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage c) Mesures in-situ Méthode du densitomètre à membrane

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Sonde à photons Gamma (TROXLER) Mesure de la densité du sol et de sa teneur en eau Utilisation en technique routière pour le contrôle de chaussée

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage 1-4 Influence de l'eau dans les sols fins Concerne la fraction de sol < à 0,40 mm Formation de pâtes avec l'eau

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Dans la pratique, 3 états : Les limites correspondent à des teneurs en eau Elles sont appelées Limites d'ATTERBERG

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Détermination de la limite de liquidité W l Coupelle de CASAGRANDE Limites d'ATTERBERG

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Détermination de la limite de plasticité W p Boudin de sol

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Les limites d'ATTERBERG permettent de définir : Indice de plasticité Indice de consistance Indice de liquidité W n est la teneur en eau du sol

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Essai d'équivalent de sable (NF P 18-598) 1-5 Caractérisation fine des sols Détermination de la proportion de sol fin (argile + limon) et de sol grenu (sable) h' 2 h 2 h 1 Grains de sable sédimentés Floculat de particules fines Niveau supérieur du floculat

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Activité des argiles Mise en évidence de l'influence des propriétés colloïdales des sols très fins (argiles) sur les limites d'ATTERBERG % d'argile Ip 100% Illite : IA = 1 Kaolinite : IA = 0,42 100% 42% 133% Montmorillonite : IA = 1,33

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Valeur au Bleu (NF EN 933-9) Mesure de l'argilosité d'un sol Fixation de bleu de méthylène à la surface des grains de sol Plus le sol est fin, plus la surface spécifique est importante Observation d'une tâche sur un buvard

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Autres essais Teneur en carbone (NF P 94-048) Proportion de CaCO 3 Teneur matières organiques Méthode chimique (NF P 94-055) Méthode par calcination (NF P 94-047) État d'humidification des sols organiques – essai VON POST (NF P 94-058)

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1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage 2-1 Classification des sols fins de CASAGRANDE

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage 2-2 Classification synthétique NF P 11-300 3 critères de classement Paramètres de nature Paramètres de comportement mécanique Paramètres d'état D max Tamisat à 80 m m Tamisat à 2 mm Indice de plasticité Valeur au bleu Valeur LA Valeur MDE Valeur FS Teneur en eau IPI

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Paramètres de nature 1 er niveau de classification D max + Tamisat à 80 m m Paramètres de nature 2 ème niveau de classification VBS + Tamisats + Ip Classe A : fins B : sableux C : avec fines D : insensibles à l'eau R : rocheux F : organiques Sous- classe A1 A2 A3 A4 Paramètres d'état 3 ème niveau de classification Wn + IPI Sous- classe A1th A1h A1m A1s A1ts

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1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage 3-1 Essai PROCTOR Grains de sol rapprochés Déformation moindre du sol Capacité portante améliorée Réduction du volume des vides Vv Augmentation de g d (poids volumique sec) Compactage par engins lourds L'état de compaction d'un sol pourra être caractérisé par son g d

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage g d g opn Wn % W opn Versant sec Versant humide

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage g d Wn % Argile plastique Influence de la nature du sol Argile sableuse Sable argileux Sable

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage g d Wn % Influence de l'énergie de compactage Courbe théorique de compactage maxi (SR=1)

1- Propriétés physiques 2- Classification des sols 3- Le compactage Essais de poinçonnement de sol compacté dans des éprouvettes CBR 3-2 Indice IPI, CBR immédiat, CBR immersion (NF P 94-078)

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