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
- Échantillons de Sol:
- Échantillon A (0-2m de profondeur)
- Échantillon B (2-4m de profondeur)
- 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%
- Échantillon A:
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.
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