UNIVERSITÉ YAHIA FARES DE MEDEA Département de Génie Travaux pratiques en Dirig

UNIVERSITÉ YAHIA FARES DE MEDEA Département de Génie Travaux pratiques en Dirigé par Année universitaire MDS Oedométrique UNIVERSITÉ YAHIA FARES DE MEDEA Département de Génie civil - Laboratoire de Génie civil Travaux pratiques en Mécanique Des Sols. Dirigé par : Mme Otsmane. L Année universitaire 2020\2021. Essai Oedométrique (XP P 94-090-1) UNIVERSITÉ YAHIA FARES DE MEDEA Laboratoire de Génie civil Mécanique Des Sols. TP N° : 2 1/13 Sommaire I) Introduction II) Définition III) But de TP IV) Principe de l’essai V) Appareillage VI) Mode opératoire VI-1) – Manipulations préliminaires VI-2)- Préparation de l’éprouvette VI-3)- Mise en place de la cellule oedométrique IV-4)- Déroulement de l’essai IV-5)- Identification de l’éprouvette de sol VII) Expression des résultats VII-1)- Calculs VII-2)- Procès-verbal d’essai VII-3)- Graphiques VII-4)- Détermination des paramètres de compressibilité VIII) Application 2/13 Objectifs Lors de ce TP, nous allons effectuer un essai oedométrique afin de déterminer les caractéristiques de rupture d’un échantillon de sol soumis à une augmentation de contrainte verticale. Ceci nous a permet de déterminer les courbes de compressibilités et ainsi en déduire le tassement d’un massif de sol sous l’effet d’une charge quelconque. I) Introduction : Sous l'action des charges appliquées (fondations, remblais ...), il se développe dans les sols des contraintes verticales qui entraînent des déformations. Les déplacements verticaux vers le bas sont appelés tassements. Le tassement est dû à la compressibilité du sol, c'est à dire au fait qu’il peut diminuer de volume. Puisque les grains solides sont considérés incompressibles, la compressibilité (et donc le tassement) sont essentiellement dus à la diminution du volume des vides. Le sol étant en général supposé saturé, la diminution du volume des vides résulte de l'évacuation de l'eau contenue dans ces derniers. Par conséquent, le sol subit une diminution de volume correspondant au volume d’eau expulsé: ce phénomène est appelé la consolidation primaire et il peut être de grande ampleur (entraînant des tassements importants) dans les sols fins telle que les argiles. II) Définition : Oedomètre : appareil permettant de charger axialement une éprouvette de forme cylindrique placée dans un cylindre rigide (à déformation transversale nulle) et de mesurer sa variation ∆de hauteur . Les faces supérieure et inferieure de l’éprouvette, qui est généralement submergée, sont en contact avec des disques drainants. Contrainte de chargement  : contrainte moyenne totale obtenue en divisant l’effort axial  par l’aire de la section transversale de l’éprouvette cylindrique, indique à celle intérieure de l’oedomètre. Déformation axiale ∆/ : déformation qui se produit lorsqu’une contrainte axiale est appliquée à une éprouvette de matériau fretté latéralement. Courbe oedométrique : représentation du diagramme donnant l’indice des vides  de l’éprouvette soumise à essai à la fin de chaque palier de consolidation, en fonction de la contrainte effective  , égale à la contrainte totale  qui lui est appliquée en début d’essai. La durée du palier est telle que la pression interstitielle est nulle dans l’éprouvette 3/13 à la fin de la consolidation. Une représentation dans un système de coordonnées semi- logarithmique est généralement choisie :  = log  . Courbe de consolidation : variation de hauteur (tassement) s de l’éprouvette en fonction du temps t sous l’effet d’une contrainte appliquée au début de l’essai σ et maintenue constante. Les représentations choisies sont soit s en fonction du logarithme du temps soit s en fonction de la racine carrée du temps. III) But de TP : L’essai oedométrique a pour objet l’étude de la consolidation des sols intacts ou remaniés. Soumis à des charges verticales, drainés suivant cette direction et maintenus latéralement par une enceinte rigide. La manipulation à pour but de déterminer les caractéristiques qui permettent de prévoir l’importance et la durée des tassements d’un sol : - l’indice de compression  - la pression de préconsolidation  - coefficient de consolidation  L’essai fournit en outre des renseignements sur l’histoire du chargement du sol. IV) Principe de l’essai : L’essai s’effectue sur une éprouvette de sol placée dans une enceinte cylindrique rigide, un dispositif applique sur cette éprouvette un effort axial vertical, l’éprouvette étant drainée en haut et en bas et maintenue saturée pendant l’essai (voir figure 1). La charge est appliquée par paliers maintenus constants successivement croissants et décroissants suivant un programme défini. Les variations de hauteur de l’éprouvette sont mesurées pendant l’essai en fonction de la durée d’application de la charge. Figure 1 : Principe de l’oedomètre. 4/13 V) Appareillage : L’appareillage se compose : 1- Le bâti en alliage aluminium servant de support au moule et permettant d’appliquer des charges sur le couvercle de son piston. Le chargement se fait par l’intermédiaire d’un systéme levier-cadre appliquant les charges normales désirées à l’aide de différentes masses. L’appareil comporte également un vérin à vis pour supporter le levier lors de la suspension des masses ainsi que pour un contrôle sur l’application de la charge. Figure 2 : Description de l’appareille. 2- La cellule oedométrique est comporte les éléments suivants (Figure 3) : Repère Désignation 1 Comparateur mesurant la consolidation verticale 2 Porte comparateur 3 Traverse de mise en charge 4 Cellule Oedométrique 5 Plateau de base 6 Support du comparateur 7 Niveau à bulle 8 Contre poids 10 Bras de levier 11 Bâti 12 Support à vis 13 Dispositif de suspension des poids 14 Banc 5/13 - Une bague oedométrique terminée par une trousse coupante ou une enceinte cylindrique rigide qui reçoit l’échantillon de sol. - 2 pierres poreuses planes et éventuellement reliés à des orifices pour la circulation des fluides. - Un réservoir servant de bac d’imbibition - Un piston transmettant l’effort axial appliqué sur l’éprouvette Figure 3 : Elément entrant dans la composition de la cellule. 3- Dispositif d’application de la charge : le dispositif d’application de l’effort verticale doit être capable d’appliquer une force suivant la direction axiale, avec une incertitude de 2% et de la maintenir constante. 4- système de mesurage : le déplacement verticale ∆du dispositif d’application de la charge placé à la partie supérieure de l’éprouvette est mesuré suivant son axe par rapport à un repère fixe (bâti) avec une incertitude inférieure à 10 . 5- Matériel complémentaire : - Une balance pour la mesure des teneurs en eau - Une étuve de dessiccation ou une enceinte thermique à température réglable de 50°C à 105°C - Un calibre donnant les diamètres des éprouvettes -Les outils nécessaires au découpage et à la préparation des éprouvettes (couteaux pour tailler les éprouvettes,…) - Un chronomètre donnant la seconde. 6/13 VI) Mode opératoire : VI-1) – Manipulations préliminaires :  Mesurer la teneur en eau initial du sol à tester .  Mesurer le poids volumique solide !" du sol à tester (densimètre ou pycnomètre).  Mesurer le volume V de l’échantillon (hauteur initiale  ainsi que le diamètre de la cellule) VI-2)- Préparation de l’éprouvette :  Soit prélevé à partir d’un échantillon beaucoup plus important, sectionné à l’aide d’une trousse coupante, ses faces supérieures et inférieures étant arasées.  Soit extrait d’un tube carottier de diamètre égale au diamètre de la cellule. On fait alors pénétrer l’échantillon par une faible pression manuelle dans la trousse coupante, il faut que l’échantillon soit parfaitement ajusté en évitant la présence de vide puis on arase l’échantillon au niveau supérieur et inferieure en taillant la surface en prenant soin de ne pas tasser l’échantillon. Prendre en considération : - La masse de l’échantillon : Peser l’ensemble corps du moule et piston (soit #, Peser l’ensemble corps du moule et piston et échantillon de sol (soit %. - Remplir d’eau dans la cellule jusqu’au corps du piston. - Selon la nature du sol, il est préférable de placer un disque de papier filtre entre chaque interface échantillon/pierre poreuse. - Il est également préférable que les pierres poreuses soient conservées dans l’eau. VI-3)- Mise en place de la cellule oedométrique : * Avant la mise en place de la cellule oedométrique il faux régler l’horizontalité de la poutre 10 à l’aide du niveau à bulle et du contrepoids coulissant , pendant cette opération, s’assurer que le support 12 de la poutre n’est pas en contact avec celle-ci (voire figure 2), puis serrer l’écrou permettant le blocage du contrepoids. Le vérin de support 12 de la poutre doit être le plus bas possible. * Visser la tige de chargement de la traverse 3 dans se position la plus haute. 7/13 * Placer la traverse de mise en charge 3 vers l’avant pour qu’elle repose sur le haut de la poutre. * placer la cellule oedométrique sur le plateau. * Mettre la traverse de chargement 3 en position verticale et visser la tige de chargement jusqu’à ce qu’elle épouse l’empreinte se trouvant sur le haut du tampon de chargement de la cellule. * Serrer l’écrou pour retenir la tige de chargement * Monter le comparateur 1 de telle sorte que les deux cadrans indiquent ‘0’ et que le palpeur soit en contact avec l’extrémité de la tige de chargement. IV-4)- Déroulement de l’essai : Apres avoir respecté les conditions exigées, appliquer sans choc une première uploads/Litterature/ tpn2-oedometre.pdf

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littérature l’éprouvette oedométrique l’essai chargement palier
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