Calcul du Coefficient de Consolidation

Calcul du Coefficient de Consolidation

Comprendre le Calcul du Coefficient de Consolidation

Vous êtes un ingénieur géotechnique chargé d’analyser un échantillon de sol argileux prélevé sur un site de construction.

L’objectif est de déterminer le coefficient de consolidation du sol pour estimer le tassement dû à la consolidation sous une nouvelle structure.

Données :

  • Dimensions de l’échantillon : 2 cm d’épaisseur, 10 cm de diamètre.
  • Charge appliquée lors du test de consolidation : 800 kPa.
  • Temps pour atteindre 50% de consolidation (t_50) : 15 minutes.
  • Propriétés du sol : poids spécifique des solides (Gs) = 2,65, teneur en eau initiale = 20%.

Questions :

  1. Calculez le coefficient de consolidation (c_v) de cet échantillon de sol.
  2. Estimez le tassement final du sol sous une charge permanente de 500 kPa.

Correction : Calcul du Coefficient de Consolidation

1. Calcul du Coefficient de Consolidation \(c_v\)

Pour calculer le coefficient de consolidation, nous utilisons la formule :
\[ c_v = \frac{T_v \cdot d^2}{t} \]

Où :

  • \(T_v\) est le facteur de temps pour 50% de consolidation. Pour la plupart des argiles, \(T_v\) pour 50% de consolidation est approximativement 0,197.
  • \(d\) est la demi-hauteur de l’échantillon de sol. Puisque l’échantillon a une épaisseur de 2 cm, \(d\) sera 1 cm (ou 0,01 m).
  • \(t\) est le temps pour atteindre 50% de consolidation, qui est de 15 minutes (ou 900 secondes).

En substituant ces valeurs dans la formule, nous obtenons :

\[ c_v = \frac{0,197 \cdot (0,01)^2}{900} \] \[ c_v = \frac{0,197 \cdot 0,0001}{900} \] \[ c_v = \frac{0,0000197}{900} \] \[ c_v = 2,19 \times 10^{-8} \, \text{m}^2/\text{s} \]

2. Estimation du Tassement Final

Pour calculer le tassement, nous utilisons la formule :

\[ s = H_0 \cdot \frac{\Delta \sigma}{\sigma’_0} \cdot C_c \]

Où :

  • \(H_0\) est la hauteur initiale de la couche de sol. Dans cet exercice, nous n’avons pas cette information. Pour l’exemple, supposons que \(H_0\) soit de 1 mètre.
  • \(\Delta \sigma\) est l’augmentation de la contrainte verticale, qui est de 500 kPa pour notre cas.
  • \(\sigma’_0\) est la contrainte verticale effective initiale. Nous n’avons pas cette information non plus, donc supposons une valeur raisonnable pour un sol argileux, par exemple 100 kPa.
  • \(C_c\) est l’indice de compressibilité du sol. Comme nous n’avons pas cette valeur, nous devons l’assumer. Pour un sol argileux, une valeur typique pourrait être de 0,2.

En substituant ces valeurs dans la formule, nous obtenons :

\[ s = 1 \cdot \frac{500}{100} \cdot 0,2 \] \[ s = 5 \cdot 0,2 \] \[ s = 1,0 \, \text{mètre} \]

Remarques finales :

  • Ces calculs sont basés sur des hypothèses et des valeurs typiques. Dans un cas réel, toutes ces valeurs devraient être déterminées par des tests de laboratoire et des analyses de site.
  • Le tassement calculé semble très élevé (1 mètre), ce qui peut indiquer que nos hypothèses sont trop simplistes ou que l’échantillon de sol a une compressibilité très élevée. Une analyse plus détaillée serait nécessaire pour des estimations précises.

Calcul du Coefficient de Consolidation

D’autres exercices de géotechnique:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Calcul le tassement d’un Sol Après un An

Calcul le tassement d'un Sol Après un An Comprendre le Calcul le tassement d'un Sol Après un An Vous êtes ingénieur géotechnique et devez évaluer le tassement potentiel d'un sol argileux sous une nouvelle construction. La construction est un bâtiment de bureau de 5...

Pressions de Terre au Repos et en Mouvement

Pressions de Terre au Repos et en Mouvement Comprendre les Pressions de Terre au Repos et en Mouvement Vous êtes chargé de concevoir un mur de soutènement pour une tranchée de 6 mètres de profondeur destinée à l'installation de conduites souterraines. Le sol est...

Vérification du non-glissement d’une fondation

Vérification du non-glissement d'une fondation Comprendre la vérification du non-glissement d'une fondation: Une entreprise de construction projette de construire un bâtiment de trois étages dans une zone à sol argileux. Avant de démarrer la construction, il est...

Forces de poussée et moment agissant

Forces de poussée et moment agissant (théorie de Rankine) Comprendre les forces de poussée et moment agissant au bas d'un mur (théorie de Rankine) Soit un mur de soutènement de hauteur h, retournant de la terre sur son côté gauche. La surface derrière le mur est...

Injection de Coulis pour la Stabilisation du Sol

Injection de Coulis pour la Stabilisation du Sol Comprendre l'Injection de Coulis pour la Stabilisation du Sol Vous êtes ingénieur géotechnique travaillant sur le projet de construction d'un bâtiment de quatre étages destiné à des bureaux. Le site de construction est...

Consolidation primaire et secondaire du sol

Consolidation primaire et secondaire du sol Comprendre la consolidation primaire et secondaire du sol Vous êtes ingénieur géotechnique pour une entreprise de génie civil, chargé de concevoir les fondations d’un immeuble de grande hauteur dans une zone urbaine...

Calcul du poids volumique sec

Calcul du poids volumique sec Comprendre le Calcul du poids volumique sec Vous êtes ingénieur géotechnique travaillant sur le site de construction d'une nouvelle route. Avant de commencer les travaux de terrassement, vous devez évaluer la stabilité du sol sur lequel...

Masse Volumique et Saturation des Sols

Masse Volumique et Saturation des Sols Comprendre la Masse Volumique et Saturation des Sols Dans le cadre d'un projet de construction d'un bâtiment, une étude géotechnique préliminaire est requise pour comprendre les caractéristiques du sol sur le site. Un échantillon...

Gradient Hydraulique Critique pour un Sable

Gradient Hydraulique Critique pour un Sable Comprendre le calcul du Gradient Hydraulique Critique pour un Sable Un type de sable est constitué de grains solides ayant une densité spécifique de 2,66. Ce sable peut se présenter sous deux états de porosité différents en...

Temps de Consolidation par Préchargement

Temps de Consolidation par Préchargement Comprendre le Temps de Consolidation par Préchargement Dans le cadre de la construction d'un nouvel immeuble de bureaux, une analyse préliminaire du sol a révélé la présence d'une couche d'argile compressible de 6 mètres...