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1 MINISTERE DE L’ENSEIGNMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSI

1 MINISTERE DE L’ENSEIGNMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE HOUARI BOUMEDIENE USTHB DEPARTEMENT DE GIENIE CIVIL LABORATOIRE DE MECANIQUE DES SOLS TP N° 1 : ESSAI OEDOMETRIQUE 1ere année Master Ingénierie de la Construction Présenté par : KACI Ibtihel 200800005310 Groupe : B-B 2 Année universitaire : 2011/2012 1/-Introduction : La reconnaissance des sols permet d'appréhender les problèmes qui peuvent se poser lors de l'étude d'un projet de construction ou lors de l'expertise de sinistres. La reconnaissance des propriétés d'un terrain constitue le lien entre la cause d'un sinistre et les remèdes que l'on se propose de mettre en place. Il y a sommairement, deux catégories de moyens de reconnaissances qui complètent les investigations géologiques de surface : -Les méthodes d’observation du terrain, soit en place, soit à l’aide d’échantillons (prolongement en profondeur de la géologie de surface) puits, tranchées, sondages... -Les méthodes de mesure "in situ" basées sur la mesure d’une propriété physique du terrain, dont font parti les essais géophysiques. Dans ce TP on va voir l’ESSAI OEDOMETRIQUE (ou dit aussi essai de compressibilité) qui est un grand classique des essai géotechnique. 2/- But du TP : La manipulation a pour but de déterminer les caractéristiques de compressibilité d’un sol qui permettent d’estimer le tassement d’un massif de sol, par exemple sous une fondation superficielle. À l’aide de cette manipulation on peut :  Déterminer le coefficient de perméabilité d’un matériau  Etablir la courbe de consolidation d’un matériau donné et d’en déduire son coefficient de consolidation.  Déterminer le coefficient de consolidation d’un sol pour un accroissement de charge quelconque et d’estimer ainsi son tassement final.  Déterminer la constante de compressibilité d’un sol pour une augmentation de charge connue. 3 3/-Appareillage : Les oedomètres utiliser sont des oedometres a chargement par l’avant, ils sont composés principalement de :  Un moule œnométrique métallique rigide de section cylindrique.  Un dispositif de chargement ou bâti de chargement, il doit appliquer les charges suivant l’axe du piston.  Des jeux de masse varient de 1 Kg à 10Kg.  Un comparateur.  Appareillage d’usage courant :  Une trousse coupante pour tailler l’échantillon.  Une balance électronique de précision pour mesure les teneurs en eau.  Une étuve.  Un couteau.  Un chronomètre.  Du papier filtre pour protégé les pierres poreuses. 4/-Préparation de l’échantillon : -Dresser les faces supérieure et inférieure de la carotte planes et parallèles -A l’aide de la trousse coupante ramener la carotte de sol aux mêmes dimensions que l’éprouvette d’essai, On utilise la trousse coupante de diamètre 70mm. -Huiler légèrement l’intérieur de la trousse coupante. -Commencer à tailler la carotte de sol, en s’appuyant sur la trousse coupant, d’une façon tronconique afin de conserver un diamètre toujours supérieur au diamètre final. -Araser les deux faces, supérieur et inferieur, de la trousse coupante -ajuster progressivement le diamètre de l’éprouvette à celui de la trousse coupante pour permettre l’enfoncement, et l’enfoncer au fur et mesure dans le moule. 4 -prendre des déchets de l’échantillon pour la mesure de la teneur en eau avant essai. 5/- Exécution de l’essai : 1-Mise en place de l’échantillon sur le bâti de consolidation :  Placer l’échantillon de sol et son moule dans le corps de la cellule.  Poser le corps de la cellule sur la base sans oublier le joint et le papier filtré sur la pierre poreuse.  Serrer les trois vis de fixation.  Mettre en place le piston sans oublier le papier filtré entre l’échantillon et la pierre poreuse du piston.  Placer la cellule sur le bâti de chargement.  Disposer les treillis de charge ainsi que le comparateur, sans oublier de remettre à zéro ce dernier. 2-Chargement de l’éprouvette sur le bâti de consolidation : -Après avoir mis le moule sur le bâti de consolidation, on sature l’éprouvette en remplissant la cellule de consolidation avec de l’eau distillé. -On exerce a la partie supérieure du sol une pression variable à l’aide d’un piston et l’on mesure les affaissements observés. -On place les poids sur le plateau de manière à faire croitre graduellement la pression appliqué à l’échantillon et pour cela on double la pression lors de chaque chargement. -La tendance n’est pas trop rapide et la progression géométrique convient à la nature du phénomène. -A chaque fois qu’on double le poids, on observe le tassement de l’échantillon. Le chargement se fera de la manière suivante : a)-Premier chargement : -On commence à poser doucement les poids sur le plateau de charge. -Si la pression de pré-consolidation est très élevée, l’éprouvette a tendance a gonflé en présence de l’eau au départ, on doit empêcher se gonflement ; pour cela, on maintient l’équilibre par augmentation progressive des charges jusqu'à l’apparition d’un début de tassement. -On note cependant la pression correspondante et on poursuit normalement l’augmentation des charges. -les lectures de comparateur s’effectueront au temps suivant : 5 temps 0s 6s 15s 30s 1mn 2mn 4mn 8mn 15mn 30mn 1h 2h 4h 8h 24h b)-Charges successives : On augmente progressivement les charges toute les 24h jusqu'à atteindre 32 kg sans jamais enlevée un poids pour en mettre un autre plus lourd, le déchargement instantanée risque de fossé l’essai. c)-Déchargement : 24heures après avoir appliqué à l’échantillon la dernière charge de 32kg, on commence à décharge progressivement 16kg, 8kg en effectuant les mêmes lectures que pour le chargement et ceci tout les 24 heures. d)-Fin de l’essai : A la fin de l’essai, on enlève l’éprouvette du moule, on vide l’eau de la cellule, on prend un échantillon de cette éprouvette et on le met à l’étuve pour déterminer la teneur en eau de fin d’essai et le poids spécifique sec. 6/-Partie pratique : 1-Calculs préliminaires :  1.1-Les contrainte : La contrainte est calculée par la formule suivante : σ = [(la charge x le rapport du bras de levier) +poids du piston]/la surface du moule. Avec : -le rapport du bras de levier =10cm. -Poids du piston =994g =9.94N. -La surface du moule : . Charge (N) 0 10 20 40 80 160 320 σ (N/cm2) 0,506 5,6 10,69 20,88 41,27 82,03 163,33 6  1.2- Détermination des teneurs en eau : On utilise la formule suivante :  Teneur en eau initiale :    Teneur en eau finale :  1.3-Détermination de la hauteur du solide équivalent Hp : Avec : Ws : poids sec de l’éprouvette. Gs : poids sec de l’éprouvette, Gs =2,7. w : poids spécifique de l’eau, w =10KN/m 3. S : surface du moule s=19,62 cm2. *Calcul de Ws Calcul du volume final de l’éprouvette vt : Vt=hf.S=1,9x19,62=37,27cm2. =73, 26 gr. D’où : 7 m  1.4-L’indice des vides e0 : On le calcul en fonction de la hauteur totale H de l’éprouvette à un instant donnée par la formule suivante : 2-Courbe œdométrique :  2.1-calcul de l’indice des vides ei : Ce qui donne : ( ] Avec : e0=0.37. H0=19mm. Hi=19-((lecture sur le comparateur) x0.01).  2.2-Courbe œnométrique : le tableau suivant donne les valeurs numériques de la courbe œdométrique : P (N) 0 10 20 40 80 160 320 160 80 40 σ (N/cm²) 0,506 5,6 10,69 20,88 41,27 82,03 163,3 3 82,03 41,27 20,88 Log σ -0,23 0,75 1,023 1,32 1,61 1,91 2,21 1,91 1,61 1,32 Lecture Compar ateur 0 93 166 290 426 672 914 882 835 804 Hi (mm) 19 18,07 17,34 16,1 14,74 12,28 9,86 10,18 10,65 10,96 ei 0,37 0,30 0,25 0,16 0,06 -0,114 -0,28 -0,26 -0,23 -0,2  2.3-Déterminations du coefficient de consolidation cc : 8 Le tableau des valeurs numérique nous a permis de tracer la courbe de compressibilité (la courbe charge-décharge), on peut en tirer Cc :  2.4-Les coefficients Cr et cg :  2.5-Détermination de la contrainte de consolidation : D’après le graphe, on trouve : σ c ‘=10.28 N/cm² 3-courbe de consolidation :  3.1-Détermination de coefficient de consolidation Cv : Par la méthode de Casagrande on détermine le Cv ;en premier lieu on construit la courbe de consolidation pour P=16kg, ceci nous permet de tracer le tableau suivant : H=19-[(1500-lecture du comparateur) x 0.01] Temps (s) 15 30 60 120 240 480 900 1800 3600 comparateur 718 725 729 739 754 775 801 856 874 H (mm) 11.8 11.75 11.75 11.61 11.46 11.25 10.99 10.44 10.26 Ce tableau nous a permis de tracer le graphe H=f (log t) ; et pour déterminer le Cv par la méthode de Casagrande on suit les étapes suivantes : -On cherche d’abord la valeur du H100.cette valeur du tassement correspond à la fin de consolidation primaire. -puis on corrige le tassement initiale ce qui donne H0c. De la courbe de consolidation on obtient : H1=11.8mm pour T1=15mm. H2=11.71mm pour T2=60 mm. 9 En assimilant suivant la méthode de CASAGRANDE , la courbe (H-T) à une parabole d’axe horizontale au voisinage de l’origine, il vient par suite des propriétés de la parabole : H0c-H1=H1-H2 H0c= H1+(H1-H2)= uploads/Geographie/ tp-oedometre-docx188.pdf