Calcul du Compactage d’une Couche de Forme
Comprendre le Calcul du Compactage d’une Couche de Forme
Vous êtes ingénieur civil chargé de préparer le terrain pour la construction d’un nouveau bâtiment commercial.
La première étape de ce projet consiste à terrasser le site et à compacter une couche de forme afin de créer une base solide pour la construction.
Le compactage doit être réalisé pour atteindre une densité spécifique, assurant ainsi la stabilité et la durabilité du futur bâtiment.
Données:
- Dimensions de la couche de forme: 50 mètres de longueur, 20 mètres de largeur, et une épaisseur avant compactage de 0,5 mètre.
- Type de sol: Argile sableuse avec une densité sèche maximale (\(\rho_{\text{dmax}}\)) de 1,8 g/cm\(^3\) et une teneur en eau optimale (\(w_{\text{opt}}\)) de 12%.
- Objectif de compactage: Atteindre 95% de la densité sèche maximale.
- Matériel de compactage disponible: Compacteur à pieds de mouton pour l’argile et rouleau compresseur vibrant pour les couches supérieures.
- Densité initiale: 50%
Questions:
1. Calcul de la quantité de sol nécessaire:
- Déterminer le volume de sol nécessaire en m\(^3\) avant compactage.
- Calculer la quantité ajustée de sol nécessaire en tenant compte de l’objectif de compactage.
2. Évaluation de l’humidité:
- Calculer la quantité d’eau nécessaire pour atteindre la teneur en eau optimale dans le sol, en litres.
3. Planification du compactage:
- Estimer le nombre de passages nécessaires avec le compacteur à pieds de mouton pour atteindre l’objectif de compactage, sachant qu’un passage augmente la densité du sol d’environ 2% jusqu’à atteindre 90% de \(\rho_{\text{dmax}}\), puis l’efficacité diminue et chaque passage supplémentaire n’augmente la densité que d’1%.
- Pour la couche supérieure, déterminer si un changement de matériel de compactage est nécessaire et justifier la réponse.
Correction : Calcul du Compactage d’une Couche de Forme
1. Calcul de la quantité de sol nécessaire
- Volume de sol nécessaire avant compactage:
Calcul:
\[ = 50 \, \text{m} \times 20 \, \text{m} \times 0.5 \, \text{m} \] \[ = 500 \, \text{m}^3. \]
Le volume de sol nécessaire avant compactage est de 500 m³.
- Quantité ajustée de sol nécessaire:
Pour atteindre l’objectif de compactage de 95%, nous devons ajuster la quantité de sol compte tenu de la diminution de volume due au compactage.
Calcul ajusté:
\[ = \frac{500 \, \text{m}^3}{0.95} \] \[ = 526.32 \, \text{m}^3 \]
La quantité ajustée de sol nécessaire est de 526.32 m³.
2. Évaluation de l’humidité
- Quantité d’eau nécessaire:
La masse de sol nécessaire peut être calculée en utilisant la densité sèche maximale (convertie en kg/m³ pour les calculs) et le volume de sol ajusté.
Calcul de la masse:
\[ = 526.32 \, \text{m}^3 \times 1800 \, \text{kg/m}^3 \] \[ = 947368.42 \, \text{kg} \]
La quantité d’eau nécessaire pour atteindre la teneur en eau optimale de 12% est donc calculée comme suit:
\[ = 947368.42 \, \text{kg} \times 0.12 \] \[ = 113684.21 \, \text{litres} \]
La quantité d’eau nécessaire est de 113684.21 litres.
3. Planification du compactage
- Nombre de passages nécessaires:
Pour l’argile sableuse, le compactage augmente la densité du sol d’environ 2% pour chaque passage avec un compacteur à pieds de mouton jusqu’à atteindre 90% de la densité sèche maximale. Après cela, chaque passage supplémentaire augmente la densité de seulement 1%.
Pour atteindre 95% de la densité sèche maximale, les étapes suivantes sont envisagées :
1. Atteindre 90% avec des passages efficaces à 2% par passage.
2. Puis, augmenter de 90\% à 95\% avec une efficacité réduite.
Calcul:
- Passages pour atteindre 90%:
\( = (90 – 50) / 2 = 20\) passages (densité initiale de 50%).
- Passages pour aller de 90% à 95%:
\( = (95 – 90) = 5\) passages supplémentaires.
Au total, environ 25 passages seraient nécessaires pour atteindre l’objectif de compactage.
- Changement de matériel de compactage pour la couche supérieure:
Pour les couches supérieures, un rouleau compresseur vibrant pourrait être plus efficace, en particulier si le matériau change ou si la densité souhaitée a été presque atteinte.
Ce choix dépend du type de sol et de l’efficacité requise pour les dernières couches de compactage.
Calcul du Compactage d’une Couche de Forme
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