Évaluation des propriétés d’un sol

Évaluation des propriétés d’un sol

Comprendre l’évaluation des propriétés d’un sol :

Vous êtes un ingénieur géotechnique chargé d’évaluer les propriétés d’un sol pour un projet de construction. Un site a été choisi, et des échantillons de sol ont été prélevés à différentes profondeurs.

Données Fournies

  1. Échantillons de Sol:
    • Échantillon A (0-2m de profondeur)
    • Échantillon B (2-4m de profondeur)
  2. Résultats des Tests de Laboratoire:
    • Échantillon A:
      • Teneur en eau: 12%
      • Poids spécifique des grains: 2.65
      • Limite de liquidité (LL): 30%
      • Limite de plasticité (LP): 15%
    • Échantillon B:
      • Teneur en eau: 20%
      • Poids spécifique des grains: 2.70
      • Limite de liquidité (LL): 45%
      • Limite de plasticité (LP): 25%

Tâches à Réaliser

1. Classification des sols:

  • Utilisez le système de classification Unified Soil Classification System (USCS) pour classer les échantillons A et B.

2. Densité du Sol:

  • Calculez la densité sèche (\( \rho_d \)) des deux échantillons en utilisant la formule
    \[
    \rho_d = \frac{\rho}{1 + w}
    \]
    où \( \rho \) est la densité humide et \( w \) est la teneur en eau.

3. Analyse de la Consistance:

  • Déterminez l’indice de plasticité (IP) et catégorisez l’état de consistance des deux échantillons.

4. Capacité Portante:

  • Estimez sommairement la capacité portante du sol à la profondeur de 2m, en utilisant la formule simplifiée:
    \[
    q_u = c’ N_c + \rho_d N_q + 0.5 B \gamma N_\gamma
    \]
    où \( c’ \) est la cohésion effective, \( N_c \), \( N_q \), \( N_\gamma \) sont des facteurs de capacité portante, et \( B \) est la largeur du fondement. Faites des hypothèses raisonnables pour les valeurs non fournies.

5. Discussion:

  • Discutez des implications de vos résultats pour la construction sur ce site, en tenant compte des types de sol, de la profondeur de fondation et des charges prévues.

Correction : Évaluation des propriétés d’un sol

1. Classification des sols selon l’USCS

Échantillon A:

  • LL = 30%, LP = 15%
  • IP = LL – LP = 30% – 15% = 15%
  • Selon l’USCS, un sol avec un IP de 15% et une LL < 50% est classé comme CL (argile faiblement plastique).

Échantillon B:

  • LL = 45%, LP = 25%
  • IP = LL – LP = 45% – 25% = 20%
  • Avec un IP de 20% et une LL < 50%, cet échantillon est également classifié comme CL selon l’USCS.

2. Densité du Sol

Formule de la Densité Sèche:

\[ \rho_d = \frac{\rho}{1 + w} \]

Supposons que la densité humide \(\rho\) est approximativement égale à 1.8 g/cm³ pour les deux échantillons (c’est une hypothèse courante en l’absence de données spécifiques).

Échantillon A:

  • \( w = 12\% = 0.12 \)
  • \( \rho_d = \frac{1.8}{1 + 0.12} = \frac{1.8}{1.12} \approx 1.61 \, \text{g/cm}^3 \)

Échantillon B:

  • \( w = 20\% = 0.20 \)
  • \( \rho_d = \frac{1.8}{1 + 0.20} = \frac{1.8}{1.20} \approx 1.50 \, \text{g/cm}^3 \)

3. Analyse de la Consistance

Échantillon A:

  • IP = 15%
  • Un IP de 15% suggère un sol modérément plastique.

Échantillon B:

  • IP = 20%
  • Un IP de 20% indique une plasticité légèrement plus élevée que l’échantillon A.

4. Capacité Portante

Formule Simplifiée de Capacité Portante:

\[ q_u = c’ N_c + \rho_d N_q + 0.5 B \gamma N_\gamma \]

  • Faisons des hypothèses pour \(c’\), \(N_c\), \(N_q\), \(N_\gamma\), et \(B\).
  • Supposons \(c’ = 25 \, \text{kPa}\), \(N_c = 15.7\), \(N_q = 10\), \(N_\gamma = 7\), et \(B = 1 \, \text{m}\) (valeurs typiques pour un calcul simplifié).

Calcul pour la Profondeur de 2m (avec Échantillon A):

  • \( \rho_d = 1.61 \, \text{g/cm}^3 = 16.1 \, \text{kN/m}^3 \)
  • \( q_u = 25 \times 15.7 + 16.1 \times 10 + 0.5 \times 1 \times 16.1 \times 7 \)
  • \( q_u = 392.5 + 161 + 56.35 = 609.85 \, \text{kPa} \)

5. Discussion

  • Les deux échantillons sont classifiés comme CL, indiquant un sol argileux avec une plasticité modérée.
  • La densité sèche montre que l’échantillon A est légèrement plus dense que l’échantillon B, ce qui peut influencer la capacité portante et la consolidation.
  • La capacité portante calculée suggère que le sol a une bonne capacité à supporter des structures, mais des considérations supplémentaires telles que le tassement doivent être prises en compte.
  • Il est recommandé d’effectuer des analyses plus détaillées, en tenant compte des variations saisonnières de la teneur en eau, de la présence éventuelle d’eau souterraine, et d’autres facteurs géotechniques.

D’autres exercices de Géotechnique :

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Cordialement, EGC – Génie Civil

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