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

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

    \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:

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

    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.

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