Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

PARTIE THEORIQUE : 1- Définition: Lorsqu’un système de force est appliqué à un

PARTIE THEORIQUE : 1- Définition: Lorsqu’un système de force est appliqué à un volume déterminé d'un sol, il se développe en général des contraintes de cisaillement qui entraînent des déformations du sol. Celles-ci peuvent être importantes le long de surfaces de glissement ou de rupture. La résistance au cisaillement d'un sol est définie comme la contrainte de cisaillement dans le plan de la rupture au moment de celle-ci. 2- But de l’essai: Cet essai permet d'étudier la stabilité des fondations superficielles ou profondes, des ouvrages de soutènement, des remblais, des talus naturels ou des déblais... Il permet entre autre L’évaluation des caractéristiques mécaniques d’un sol (naturel reconstitué ou artificiel), qui sont la cohésion C et l’angle de frottement interne Ф, dont la dimension maximale des grains est définie par la dimension de la boite : - Dmax ≤ 5 mm dans le cas de la boîte de 60 mm de côté. - Dmax ≤ 8 mm dans le cas de la boîte de 100 mm de côté. L’essai nous permet de tracer la droite intrinsèque du sol donné comme la figure en dessous le démontre. 3- Constitution de l’appareillage : L’appareil de cisaillement rectiligne ou direct boite de CASAGRANDE est constitué de : 2 demi boîtes métalliques rigides de section (S) circulaire (cisaillement annulaire) ou carré pouvant se déplacer horizontalement l’une par rapport à l’autre. La demi boîte inférieure est entraîné par un chariot à vitesse constante, la demi boîte supérieure est relié à un bâti fixe par l’intermédiaire d’un anneau dynamométrique (mesure de T), voir la figure si dessous. Machine de cisaillement TP N°=2 MDS CISAILLEMENT 4- Principe de l’essai : La boîte de Casa grande est constituée de deux demi coquilles sur lesquelles on exerce perpendiculairement au plan de jonction de ces dernières, une pression. L'échantillon, comprimé subit une compaction, c'est à dire qu'il perd une certaine proportion d'eau. L'une des deux coquilles étant fixe, on exerce alors une pression latérale, tendant à faire glisser l'autre parallèlement à leur séparation. En augmentant progressivement cette contrainte, on constate que la résistance de l'échantillon croît, passe par un maximum, puis décroît jusqu'au moment où se produit la rupture. En répétant plusieurs fois l'essai avec différentes valeurs de la contrainte normale, on définit la cohésion c et l'angle de frottement interne du sol. Les essais sont classés en trois familles suivant le comportement du sol : - Essais non drainés si pendant l'expérience, aucun drainage de l'eau n'a lieu pendant les deux phases. - Essais consolidés non drainés s'il y a drainage seulement pendant la première phase. Aucun drainage ne se produit pendant la phase de cisaillement. - Essais drainés s'il y a drainage pendant les deux phases. L’effort de cisaillement T est lu sur l’anneau dynamométrique. On a affaire à une sollicitation mixte, ou on impose une contrainte normale à l’échantillon N et également une vitesse de cisaillement (ou de déformation). Dans le plan de cisaillement imposé (angulaire ou rectiligne) *les contraintes sont données par : - Contrainte normale (constante) S N   - Contrainte tangentielle (variable de 0 à la valeur de rupture) S T   * Les déformations correspondantes sont données par : l l  et h h  . Avec : - l : la longueur initiale de l’échantillon - h : la hauteur initiale de l’échantillon. Pour une valeur fixe de la contrainte normale et de la vitesse de cisaillement, on enregistre une variation de τ en fonction de la déformation l Δl au cours du cisaillement. On peut avoir deux types de courbe suivant la nature et la compacité initiale du sol. La détermination de la contrainte σ et τ lors de la rupture permet de préciser un point de courbe intrinsèque du sol étudié. On fait répéter l’essai 3 fois (en faisant varier la contrainte normale de compression σ) on obtient la courbe intrinsèque d’équation :    tg σ C τ    TP N°=2 MDS CISAILLEMENT 5. DIFFERENTS TYPES D’ESSAI A LA BOITE : La rhéologie d’un milieu granulaire dépend des contraintes qu’il subit. Le caractère poly phasique de ce milieu granulaire (grains et fluides interstitiels) permet d’envisager de multiples conditions expérimentales. On a trois type d’essai de cisaillement au laboratoire, on les classes suivant deux caractère : qu’il soit draine ou non et consolidé au non. Essai non consolidé non drainé (U.U) : Cette essai correspond au comportement a court terme du sol il s’effectue sans drainage (orifice de drainage fermé), C’est un essai rapide, il est utilisé pour l’étude des sols de fondations, ses caractéristiques sont : Cu et φu . Essai consolidé non drainé (C.U) : C’est un essai lent qui nécessite la consolidation de l’échantillon (sous contrainte isotrope) avant le cisaillement, avec orifice de drainage fermer, ses caractéristiques sont : Ccu et φcu. Essai consolidé drainé (C.D) : C’est un essai lent qui nécessite la consolidation de l’échantillon et le cisaillement à vitesse lente avec cette fois si l’orifice de drainage ouverte, ses caractéristiques sont : C’ et φ’ TP N°=2 MDS CISAILLEMENT 6. Appareillage : Nous pouvons diviser l’appareillage en deux parties : 6.1. Appareillage spécifique : - Interrupteur général - Boîtier commande - Manivelle de déplacement - Manette de sélection de l’avancement manuel ou motorise. - Piston de compression - Comparateur de mesure d’affaissement de l’échantillon (vertical) - Comparateur de mesure du déplacement de la demi boite inférieur (horizontal) - Bras de réaction - Ecrou de blocage de l’axe du dynamomètre - Anneau dynamométrique de 3 KN - Ecrou de réglage de la position de l’anneau dynamométrique - Levier porte poids en position de repos - Attaches de la porte poids en position de charge directe - Support de la boite de cisaillement - Demi boite supérieur - Demi boite inférieur - Entretoise - Vis de fixation de la demi boite inférieur sur le support - Vis de fixation de la demi boite supérieure avec la demi boite inférieure - Pierre poreuse - Echantillon à tester - Piston - Fond de boite - Plaque de drainage 6.2. Appareillage d’usage courant : - Une trousse coupante pour tailler l’échantillon - Une balance électronique de précision pour mesurer les teneurs en eau - Une étuve - Deux comparateurs pour mesurer ∆h et ∆l - Un couteau TP N°=2 MDS CISAILLEMENT PARTIE PRATIQUE : 1. Préparation de l’essai : 1.1. Préparation de l’échantillon : * Sols cohérents (argile) : A l’aide de la trousse coupante, ramener la carotte de sol aux même dimensions que la boite. Dresser les faces supérieure et inférieure de la carotte plane et parallèle. Prendre des déchets de l’échantillon pour la mesure de la teneur en eau. En fixe la vitesse a 3 mm/min. * Sols pulvérulents (sable) : Après solidarisation des deux demi boites et après avoir mis en place une plaque drainant dans le fond de la demi boite inférieure, le matériau est compacté directement dans la boite qui servira au cisaillement . La vitesse de cisaillement est au plus de 1mm/min. 1.2. Mise en place de la boite sur la machine : - On place le support de la boite de cisaillement sur le chemin de roulement et le fixer par sa vis de fixation sur le support du piston. - Vérifier que la manette du sélecteur est enclenchée dans la position de fonctionnement motorise. - Mettre la machine sous tension à l’aide de l’interrupteur général. Lorsqu’elle est alimentée, elle exécute une série de mouvements automatiquement de telle sorte à rattraper les jeux mécaniques (elle revient à la position zéro déplacement). - Placer la demi boite inférieure sur le support de la boite. - Ajouter au fond de la boite, la plaque de drainage. - Ajouter la pierre poreuse saturée avec de l’eau désaérée et tout surplus d’eau en surface est éliminé juste avant leur mise en place, elles sont recouvertes d’un papier filtre pour protéger des particules fines de sol. - Bloquer l’ensemble à l’aide des vis. - Monter l’élément de la demi boite supérieure sur la partie inférieure de la boite en ne serrant pas trop les vis. 1.3. Mise en place de l’anneau dynamométrique : - Libérer le mouvement axial de l’anneau dynamométrique en dévissant les écrous. - Accrocher l’extrémité de l’anneau dynamométrique au bras de traction avec l’écrou. - Bloquer les vis de telle sorte que les faces inférieures de la boite soient parfaitement alignées. - Régler les écrous pour que l’anneau dynamomètre soit bloque sans que l’aiguille du comparateur ne bouge ni dans un sens ni dans l’autre. - Régler le zéro du comparateur de l’anneau qui ne doit être soumis à aucune force aussi bien en compression qu’en traction. TP N°=2 MDS CISAILLEMENT 1.4. Mise en place de l’échantillon : - Introduire dans la boite, au dessus de la plaque de drainage et de la pierre poreuse l’échantillon à tester. - Couvrir l’échantillon de papier filtre, avec une deuxième pierre poreuse, une deuxième plaque de drainage et le piston. 1.5. Mise en place des charges normales : - On applique les uploads/Voyage/ tp-cisaillement-a-la-boite.pdf