Calcul de la Porosité du Sol

Calcul de la Porosité du Sol

Comprendre le Calcul de la Porosité du Sol

Vous êtes ingénieur en génie civil chargé d’évaluer les propriétés du sol sur le site d’une future construction.

La porosité du sol est cruciale pour déterminer sa capacité de rétention d’eau et sa stabilité sous charge.

Données:

  • Volume total de l’échantillon de sol (\(V_{\text{total}}\)) : 500 cm\(^3\)
  • Masse totale de l’échantillon de sol sec (\(M_{\text{sec}}\)) : 815 g
  • Masse volumique des particules solides (\(\rho_{\text{solides}}\)) : 2,65 g/cm\(^3\)

Instructions:

1. Calculer la masse volumique sèche du sol (\(\rho_{\text{sec}}\))

2. Déterminer le volume des particules solides (\(V_{\text{solides}}\))

3. Calculer le volume des vides (\(V_{\text{vide}}\)) dans l’échantillon

4. Trouver la porosité (\(n\)) de l’échantillon de sol

Correction : Calcul de la Porosité du Sol

1. Masse volumique sèche du sol \((\rho_{\text{sec}})\)

La masse volumique sèche \((\rho_{\text{sec}})\) est le rapport entre la masse du sol sec et son volume total. Elle est calculée comme suit :

\[ \rho_{\text{sec}} = \frac{M_{\text{sec}}}{V_{\text{total}}} \] \[ \rho_{\text{sec}} = \frac{815\, \text{g}}{500\, \text{cm}^3} \] \[ \rho_{\text{sec}} = 1.63\, \text{g/cm}^3 \]

Cette valeur indique la densité du sol lorsqu’il est sec, excluant l’air et l’eau dans les vides.

2. Volume des particules solides \((V_{\text{solides}})\)

Le volume des particules solides est obtenu en divisant la masse du sol sec par la masse volumique des particules solides :

\[ V_{\text{solides}} = \frac{M_{\text{sec}}}{\rho_{\text{solides}}} \] \[ V_{\text{solides}} = \frac{815\, \text{g}}{2.65\, \text{g/cm}^3} \] \[ V_{\text{solides}} \approx 307.55\, \text{cm}^3 \]

Ce calcul nous donne le volume occupé par les particules solides de l’échantillon.

3. Volume des vides \((V_{\text{vide}})\)

Le volume des vides se calcule en soustrayant le volume des particules solides du volume total :

\[ V_{\text{vide}} = V_{\text{total}} – V_{\text{solides}} \] \[ V_{\text{vide}} = 500\, \text{cm}^3 – 307.55\, \text{cm}^3 \] \[ V_{\text{vide}} \approx 192.45\, \text{cm}^3 \]

Ce volume représente l’espace non occupé par les particules solides, c’est-à-dire l’espace disponible pour l’eau et l’air.

4. Porosité \((n)\)

La porosité est le rapport du volume des vides sur le volume total, exprimé en pourcentage :

\[ n = \left( \frac{V_{\text{vide}}}{V_{\text{total}}} \right) \times 100 \] \[ n = \left( \frac{192.45\, \text{cm}^3}{500\, \text{cm}^3} \right) \times 100 \] \[ n \approx 38.49\% \]

Cette valeur indique que 38,49% du volume total de l’échantillon de sol est constitué de vides. La porosité est une propriété clé qui affecte la capacité du sol à retenir l’eau et à transmettre des fluides, ainsi que sa capacité à supporter des structures.

Conclusion:

La porosité de l’échantillon de sol est de 38,49%. Cette mesure est essentielle pour comprendre le comportement du sol en termes de drainage, de rétention d’eau, et de résistance mécanique.

Une porosité élevée peut indiquer un sol plus perméable, tandis qu’une faible porosité peut signaler un sol plus dense et potentiellement plus résistant.

Cependant, chaque application de génie civil nécessite une évaluation spécifique des propriétés du sol pour garantir la sécurité et la durabilité des constructions.

Calcul de la Porosité du Sol

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