Déterminer les caractéristiques des sols
Comprendre comment déterminer les caractéristiques des sols :
Vous êtes un ingénieur géotechnique chargé d’analyser un échantillon de sol prélevé sur un site de construction.
L’échantillon a été récupéré à une profondeur de 3 mètres et doit être analysé pour déterminer sa capacité à supporter une structure légère.
Données fournies :
- Masse de l’échantillon humide \((M_h)\) : 500 g
- Masse de l’échantillon sec \((M_s)\) : 425 g
- Volume total de l’échantillon \((V_t)\) : 300 cm³
- Masse volumique de l’eau \((ρ_eau)\) : 1 g/cm³
Tâches à réaliser :
- Déterminer la teneur en eau du sol (w).
- Calculer la densité sèche du sol \((ρ_d)\).
- Estimer la porosité du sol (n).
- Évaluer la convenance du sol pour la construction envisagée.
Correction : déterminer les caractéristiques des sols
1. Teneur en eau (\(w\))
La teneur en eau est calculée en utilisant la formule :
\[
w = \frac{M_h – M_s}{M_s} \times 100\%
\]
Ici, \(M_h = 500 \, \text{g}\) et \(M_s = 425 \, \text{g}\).
Donc,
\[
w = \frac{500 – 425}{425} \times 100\% \] \[ w = \frac{75}{425} \times 100\% \] \[ w \approx 17.65\%
\]
2. Densité sèche (\(\rho_d\))}
La densité sèche est donnée par :
\[
\rho_d = \frac{M_s}{V_t}
\]
Avec \(M_s = 425 \, \text{g}\) et \(V_t = 300 \, \text{cm}^3\), alors
\[
\rho_d = \frac{425}{300} \, \text{g/cm}^3 = 1.42 \, \text{g/cm}^3
\]
3. Porosité (\(n\))
La porosité peut être estimée à l’aide de la formule :
\[
n = \left(1 – \frac{\rho_d}{\rho_s}\right) \times 100\%
\]
où \(\rho_s\) est la densité des particules solides (généralement environ \(2.65 \, \text{g/cm}^3\) pour les sols minéraux).
En utilisant \(\rho_d = 1.42 \, \text{g/cm}^3\) et \(\rho_s = 2.65 \, \text{g/cm}^3\), on obtient
\[
n = \left(1 – \frac{1.42}{2.65}\right) \times 100\% \] \[
n \approx 46.42\%
\]
4. Évaluation pour la construction
- Une teneur en eau de 17.65 % indique un sol modérément humide.
- Une densité sèche de 1.42 g/cm³ suggère une compaction raisonnable.
- Une porosité de 46.42 % implique une présence notable de vides pouvant affecter la stabilité.
Conclusion :
Le sol semble convenable pour supporter une structure légère, mais des mesures supplémentaires, telles que l’amélioration du sol ou des fondations adaptées, pourraient être nécessaires pour garantir la stabilité à long terme.
Déterminer les caractéristiques des sols
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