Masse Volumique et Saturation des Sols

Masse Volumique et Saturation des Sols

Comprendre la Masse Volumique et Saturation des Sols

Dans le cadre d’un projet de construction d’un bâtiment, une étude géotechnique préliminaire est requise pour comprendre les caractéristiques du sol sur le site.

Un échantillon d’argile a été prélevé et soumis à divers tests en laboratoire pour déterminer ses propriétés physiques et mécaniques, essentielles pour la conception des fondations.

Données:

  • Indice des vides de l’échantillon d’argile \( e \): 0,62
  • Teneur en eau initiale de l’échantillon \( w \): 15%
  • Poids spécifique des particules solides de l’échantillon \( \gamma_s \): 26,5 kN/m\(^3\)

Questions:

1. Quel est le poids volumique sec \( \gamma_d \) de l’argile, compte tenu de l’indice des vides?
2. En considérant le poids volumique de l’eau \( \gamma_w \) comme étant de 10 kN/m\(^3\), déterminez le poids volumique total \( \gamma_t \) de l’échantillon lorsqu’il est saturé.
3. Calculez le poids volumique saturé \( \gamma_{sat} \) de l’échantillon, en supposant une saturation complète \( S_r = 100\% \).

Correction : Masse Volumique et Saturation des Sols

1. Poids volumique sec \((\gamma_d)\) :

\[ \gamma_d = \frac{\gamma_s}{1 + e} \] \[ \gamma_d = \frac{26,5}{1 + 0,62} \] \[ \gamma_d = 16,36 \text{ kN/m}^3 \]

Le poids volumique sec de l’argile est donc de 16,36 kN/m³.

2. Poids volumique total \((\gamma_t)\) lors de la saturation:

Le poids volumique total lors de la saturation (\(\gamma_{t}\)) peut être calculé avec la formule :

\[ \gamma_{t} = \frac{\gamma_{s} \cdot (1 + e) + e \cdot \gamma_{w}}{1 + e} \]

avec \(\gamma_{w} = 10 \, \text{kN/m}^3\) étant le poids volumique de l’eau.

Calcul :

\[ \gamma_{t} = \frac{26.5 \cdot (1 + 0.62) + 0.62 \cdot 10}{1 + 0.62} \] \[ \gamma_{t} = 30.33 \, \text{kN/m}^3 \]

Le poids volumique total lors de la saturation (\(\gamma_{t}\)) est donc \(30.33 \, \text{kN/m}^3\).

3. Poids volumique saturé (\(\gamma_{sat}\)) :

Comme l’échantillon est complètement saturé (\(Sr = 100 \%\)), le poids volumique saturé est égal au poids volumique total lors de la saturation.

\[ \gamma_{sat} = \gamma_{t} = 30.33 \, \text{kN/m}^3 \]

Ces valeurs permettent de déduire que l’échantillon d’argile présente une augmentation significative de poids volumique lorsqu’il passe de l’état sec à l’état saturé, ce qui a des implications importantes pour la conception des fondations du bâtiment envisagé.

Masse Volumique et Saturation des Sols

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