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قال رابح66:

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الله ييسر لك أمرك ويوفقك وينفعك وينفع بك ماتعلمت
صراحتا أنا مانفهمش في الفرنسية مليح بصح راني لقيتلك 06 tp ممكن يساعدوك
مانعرفش كيفاش نبعتهملك هنا راهم على شكل Word
أتمنى أن يكون بحثي ينعفك​

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وعليكم السلام ان شاء الله يعاونوك اصحاب التخصص ^^

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بالنسبة للرابط هذا هو أتمنى أن ينفعك وإلا راهم عندي
http://www.usthb.info/topic/778-les-tp-mds-3eme-licence-gc/

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Université des Sciences et de la Technologie HOUARI BOUMEDIENE
Faculté des Sciences de l’Ingénieur
Département De Génie Civil
Laboratoire de la Mécanique Des Sols






2005/2006




TP N° : 01
DETERMINATION DES DENSITES APPARENTE SPECIFIQUE ET
SECHE DES SOLS




3ème ANNEE GENIE CIVIL
Groupe N°04/H



BENAOUDA ANISS



1- BUT DE LA MANIPULATION ET SON APPLICATION SUR LE TERRAIN :

Parmi les principaux informations ou données que devrait avoir l’ingénieur en génie civil afin d’assurer la solidité d’une construction c’est les caractéristique physique des sols, il s’agit de la teneur en eau et des densités et autre caractéristique, ceci dans le but de prévoir le comportement du sol dans des cas d’application de charge d’une construction par exemple et ainsi permettre d’éviter tout danger d’effondrement ou détérioration, la prudence dans ce domaine implique la connaissance du terrain sous tout c’est aspect.
La densité d’un sol ce détermine au laboratoire sur des échantillons (carotte de sol) intacts prélevés sur site. On définit teneur en eau « w » comme étant le poids d’eau contenu dans l’échantillon de sol étudie ramené au poids des grains solides de l’échantillon.

2- DETERMINATION EXPERIMENTALE DE LA TENEUR EN EAU :

En détermine la teneur en eau expérimentalement par dessiccation, on pose plusieurs échantillons (3 dans notre cas) pendant 24h dans une étuve portée à une température de 105° ce qui entraîne l’évaporation de l'eau enfermer dans le sol.
La teneur en eau est définit par la variation de la masse de l’échantillon avant et après étuvage.

a)- Etapes de la détermination de la teneur en eau :

 On a choisit une carotte S8 de sol à analyser du SITE LE GRAND VENT d’une profondeur entre 5,80m et 5,90m.
 Déparaffiner la carotte avec un couteau.
 Extraire de la carotte 3 échantillons pesant entre 20g et 30g et les identifiés.
 Prendre 3 tares T1, T2, T3 et les peser vides.
 On met les échantillons dans les tares, et on les pèse.
 On met les trois tares dans l’étuve portée à une température de 1050 pendant 24H au minimum.
 On retire les échantillons de l’étuve (après 24H) et on les pèse.













b)- Exploitation des résultats :

Le tableau si dessous résume les résultats obtenus au cours de l’expérience :

Echantillon Tare
(g) Tare + sol humide
(g) Tare + sol sec
(Après étuvage)
(g) Poids
de l’échantillon
(g) Poids
de l’eau
(g) Teneur
en eau
(%)
E 1 34,3 62,0 56,8 22,5 5,2 w1= 23,11
E 2 45,7 72,8 67,9 22,2 4,9 w2= 22,07
E3 41,0 69,1 63,9 22,9 5,2 w3= 22,70

La teneur en eau est définit comme étant le poids de l’eau sur le poids des grain solides.

Avec :
Ww : poids de l’eau
Ws : poids des grains solides
On calcule la teneur en eau de chaque tare, après on fait la moyenne des trois teneurs en eau :
= =22,62 %
= 22,62 %


Ainsi, la teneur en eau de cet échantillon de sol est :

D’après ces résultats, on remarque que le sol est peu humide.

4 -DETRMINATION DE LA DENSITE HUMIDE D’UN SOL :

On utilise le principe d’Archimède pour la détermination de la densité humide du sol, une balance hydrostatique va nous permettre de mesurer la poussée exercée par le liquide lorsqu’on immerge l’échantillon du sol dans l’eau, ce dernier sera paraffiné afin d’assuré sont imperméabilité à l’eau.

a)- Déroulement de la manipulation :

 Peser soigneusement un échantillon de la carotte, noter sa masse Mh c’est la masse humide de la carotte.
 Paraffiner la carotte en la plongeant dans le chaudron en prenant garde de ne pas se brûler et de bien enrober toutes les surfaces de la carotte.
 Après refroidissement de quelques secondes, peser la carotte paraffinée, noter Mhp : masse humide paraffinée, la masse obtenue.
 Introduire la carotte paraffinée dans le panier de la balance hydrostatique. Peser la carotte dans l’eau, lire la masse effective de la carotte lorsque les oscillations du panier se sont atténuées. Noter la masse effective de la carotte paraffinée M’hp.

Sachant que :
Mh=181,2 g ; Mhp=188,2 g ; M’hp=92,6 Cm3

dp=0,9 (densité de la paraffine).

b)- Calcul des densités :

La masse de la paraffine notée Mp (c’est la différence entre la masse de la carotte paraffinée et la masse humide).

Mp=Mhp-Mh = 7 g

Vp=7,77 Cm3

Par le principe de la poussée d’Archimède on a :

P = Mhp -M’hp

Vbrute= 95,6 Cm3
Et P= Vbrute . Vbrute = = =

Vh =(Vbrute - Vp)= (95,6 - 7,77)

Vh=87,83 Cm3

-Calcul de la densité humide gh :
gh=Mh/Vh
gh=2,06 g/ Cm3


-Détermination de la densité sèche du sol (gd)

On a la teneur en eau =22,62 %
gd=1,68 g/Cm3



5- DETERMINATION DE LA DENSITE SPECIFIQUE DU SOL:

Permis les méthodes qui existent pour la détermination de ce paramètre, on utilise dans ce TP deux méthodes :
- méthode de pycnomètre.
- méthode dite du volume constant.

A) Méthode de Pycnomètre :
On va mesurer le volume d’un échantillon de sol par un simple calcul, c’est la variation du niveau de liquide causée par l’introduction de l’échantillon de sol. Le calcul se fait après peser l’échantillon et connaître son poids.
B) Méthode dite du volume constant :
Dans cette méthode on prend le sol en poudre de dimension inférieure ou égale à 0,1 mm, mais cette fois ci on garde le même volume de liquide (eau distillé).

Déroulement de la manipulation :

Pour calculée la densité spécifique du sol, en passant par la méthode du volume constant ; pour ce fait on prend un échantillon dessiqué à l’étuve et broyer sommairement on le fait passer par un tamis de 0,1 mm, du passant on prend une quantité et on la met dans une fiole après peser de cette dernier a vide on aura un poids W1, puis on suivra la procédure suivante :
 On met le TAMISAT dans la Fiole et on pèse pour avoir W2 qu’est le poids du sol humide introduit dans la fiole le poids du sol sera donné par la formule =Ws.
 On rajoute dans la fiole de l’eau distillée jusqu'à ses ¾.
 Une agitation de 20 secondes jusqu'à ce que tout la poudre soit mouillée.
 On chauffe le tout sur une plaque chauffante jusque ébullition
 On remplie la fiole avec de l’eau distillée jusqu’au niveau de référence et on pèse W3.
 On vide la fiole de sont contenu et puis on rince convenablement et on la remplie de nouveau avec de l’eau distillée et on aura W4.
 On calcul .

Sachant que : W1= 55,2 g ; W2= 65 g ; W3= 159,7 g ; W4= 154,7 g.

On sait que : =

Ws= W2-W1= 65-55,2= 9,8g et

Ainsi ;
Avec : =1 gr/cm3






Calcul de la densité spécifique du sol (Gs)
, g/cm3

Gs = 2,04
D’où :



Conclusion :
D’après notre étude expérimentale ainsi que les résultats obtenus résulte =2,04gr/cm3 ,ce qui implique que le sol étudier à une densité spécifique qu’est entre 1 et 2,2 gr/cm3, cela signifie que nous pouvons considérer notre sol comme un sol fiable, mais vu les conditions d’essais et les erreurs commises par l’expérimentateur (lecture, manipulation..), il serait préférable d’avoir un maximum d’échantillons a analysé pour avoir un résultat plus précis.

Tenant compte de tous ces résultats du TP, on peut arrivé à conclure d’après les caractéristiques que la nature du sol est une ARGILE car :

= 22,62 % -----------------qui est entre 20% et 50%.
gh=2,06 g/ Cm3---------------qui est entre 1,6 et 2,2 g/ Cm3 .
gd=1,68 g/Cm3---------------- qui est entre 1 et 2 g/ Cm3 .


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Laboratoire de la Mécanique Des Sols






2005/2006




TP N° : 02
ANALYSE GRANULOMETRIQUE
PAR TAMISAGE




3ème ANNEE GENIE CIVIL
Groupe N°04/H



BENAOUDA ANISS
5201974









1- But de la manipulation et son application sur le terrain :

Les sols naturels sont composés d’un mélange de grains de forme variés et de différentes tailles. L’objet de l’analyse granulométrique est de séparer le sol en fractions granulaires et de déterminer la distribution en poids de particules suivant leurs dimensions.
Les résultats de cette analyse facilite l’identification du matériau et permet de prévoir certaines propriétés du sol (perméabilité, aptitude au compactage,…).
L’analyse granulométrique complète comprend deux étapes :
 Le tamisage : pour les particules de dimensions supérieures à 0,008mm.
 La sédimentométrie : pour les calculs de dimensions inférieurs à 80 m.

Dans ce TP ; on traitera la granulométrie par TAMISAGE, cette dernière aura pour but de définir les différentes caractéristiques des granulats afin de déterminer la nature du sol.


2- PRINCIPE ET DEROULEMENT DE L’ESSAI :


On utilise une série de tamis (passoires normalisées) monter l’un sur l’autre, avec des diamètre décroissants, ceci va nous donner des résultas qu’on va traduire en courbe appelée courbe granulométrique.
Pour effectuer l’analyse par voie sèche il est important d’éliminer les fines poussières et impuretés sur le matériau, pour cela on lave méticuleusement et on passe l’échantillon à l’étuvage. La quantité de sol retenu dans chaque tamis est appelée refus du tamis, celle qui passe au travers d’un tamis est appelée tamisat du tamis.









a)- Appareillage utilisé :

1. Une batterie de 7 tamis (de 3,15mm à 0.08 mm), en plus d’un couvercle et d’un bac.
2. Un vibro-tamis électrique.
3. Une balance de portée maximum 5 kg, précision 1 g.
4. Une balance de portée maximum 0,5 kg, précision 0,1 g.
5. Un pinceau à poils doux en nylon.


b)- DEROULEMENT DE L’ESSAI :

Après avoir lavé l’échantillon à l’eau puis étuvage ; on effectue le tamisage par vois sèche en suivant les étapes indiquées ci-dessous :

1. Prendre une quantité de sol à analyser lavé et séché.
La masse M de l’échantillon à étudier dépend du pourcentage et des dimensions des particules les plus grosses, pesage de l’échantillon avec : 200 D < M < 600D

M : Masse (g).
D : Diamètre du plus gros grain.
Dans notre cas ; on prend D=3mm.
2. On pèse notre échantillon ; M= 943,7g.
3. Superposition des tamis par ordre décroissant en prenant compte l’ouverture des Mailles, (3,15 mm – 2,50mm – 1,25mm – 0,80mm – 0,50mm – 0,16mm et 0,08mm).
4. On verse l’échantillon dans le premier tamis (3,15mm).
5. Enclenchement du vibrato-tamis d’une durée de 10min.
6. Stopper le vibrato-tamis et peser les quantités de sol retenu dans chaque tamis (le refus) à 0,1g prés.












3- CLASSIFICATION DU SOL TESTE :

Les résultats sont représentés dans le tableau suivant :

Le poids de l’échantillon : 943,7 g

N° Dimension
de l’ouverture (mm) Poids de refus
partiels (g) Poids de refus
Cumulés (g) Pourcentage des refus cumulés (%) Pourcentages tamisas cumulés (%)
1 3,15 61,8 881,9 6,54 93,45
2 2,50 24,8 857,1 2,62 90,82
3 1,25 113,1 744.0 11,98 78,83
4 0,80 328,1 415,9 34,76 44,07
5 0,50 82,0 333,9 8,68 35,38
6 0,16 291,5 42,4 30,88 4,49
7 0,08 17,0 25,4 1,80 2,69
Bac <0,08 25,4 / 2,69 /

Le pourcentage d’éléments ayant un diamètre >0,08 mm = 93,45-2,69>50%

On a 90,76 % des éléments qui ont un diamètre > 0,08 mm 90,76 % > 50%

C’est un sol grenu


50 % des éléments de > 0,08 mm = 45,38%
A 2mm 87,53%
Le pourcentage d’élément ayant >2mm est : 87,53-2,69 = 84,84%

plus de 50% des éléments de >0,08 mm, ont un diamètre < 2mm.
Notre sol est un SABLE

D’où 84,84%>45,38%


Le pourcentage à 0,08 mm = 2,69%<5%

Donc ; moins de 5% des éléments ont un diamètre < 0,08mm.

D’après la courbe Granulométrique ; on calcul les paramètres suivants :

D = 1,0 mm
D = 0,4 mm
D = 0,2 mm


< 6
Cc n’est pas compris entre 1 et 3.


Puisque les deux conditions ne sont pas satisfaites, donc ;

Notre sol est un Sm.
SABLE PROPRE MAL GRADUE



4- DISCUTION DES RESULTATS OBTENUS:

Compte tenu des premières impressions que nous avions en face à notre sol, on peut dire que ces résultats étaient prévisibles.
L’analyse granulométrique facilite la détermination des grains d’un sol et on peut visualisé ce résultat sur la courbe granulométrique, qui nous indique le type du sol étudier, et dans notre cas en peut facilement déduire la nature du sol qui est un sol à sable gros car 77,53% (plus de la moitié) de l’échantillons est de ce sable, gravier à 5,92% et 7,31% de sable fin.


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Département De Génie Civil
Laboratoire de la Mécanique Des Sols






2005/2006




TP N° : 03
ANALYSE GRANULOMETRIQUE
PAR SEDIMENTOMETRIE




3ème ANNEE GENIE CIVIL
Groupe N°04/H



BENAOUDA ANISS
5201974








1- BUT DE L’ESSAI :

L’analyse granulométrique a pour but, la détermination de la distribution des particules d’un sol en fonction de leurs dimensions, il est nécessaire d’étudier les particules très fines, impliquant l’établissement d’une liaison structurelle, du plus gros grain au plus fin en mettant en évidence les diamètres normalisés.
Pour cela on utilise le procédé de séparation par Décantation (SEDIMENTOMETRIE), qui consiste à déterminer les diamètres équivalents des particules sphériques en fonction de leurs vitesse de chute dans un environnement visqueux afin d’obtenir le tracé d’une courbe granulométrique pour des particules inférieure à 0.08 mm sachant que les particules de taille inférieure à 1 ne peuvent pas être différenciées par cet essai. Ainsi ; cette analyse complète l’analyse par TAMISAGE.


2- PRINCIPE DE LA SEDIMENTOMETRIE :

L’essai est basé sur la loi de STOKES qui exprime la vitesse moyenne de sédimentation d’une particule sphérique dans un liquide visqueux en fonction du diamètre de cette particule.
On utilise cette loi pour déterminer le diamètre équivalent des particules :



Avec :
V : Vitesse moyenne de décantation de particule.
et : Poids spécifiques de la particule et de l’eau en g/cm .
 : La viscosité dynamique du liquide.
g : L’accélération de la pesanteur en cm/s .

Ainsi ; d’après la loi de STOKES, des particules sphériques de diamètres différents sédimentent dans un milieu liquide à des vitesses différentes en rapport avec leur taille. On utilise cette loi pour déterminer le diamètre équivalent des particules.





3- MODE OPERATOIRE :

a)- Matériels utilisés :

• Une Balance.
• Deux éprouvettes graduées.
• Un densimètre.
• Un thermomètre.
• Un chronométrer.
• Un agitateur.
• Un de floculant.
• Un bêcher.


b)-Préparation de l’échantillon :

• Après l’essai de tamisage par voie humide, on laisse le bac décanter (qui contient le sol de dimension inférieur à 0,08 mm avec son eau de lavage).
• Une fois que cette solution devenue claire, l’eau est siphonnée sans entraîner d’éléments fins.
• On met ce bac dans une étuve jusqu’à évaporation totale de l’eau, ainsi ; le tamisât séché est désagrégé avec le pilon dans un mortier.
• On prend 40 g de sol préparé comme indiqué précédemment, on l’introduit dans un récipient et on ajoute 500 cm3 d’une solution qui contient (l’eau distillée + défloculant), et on laisse le tout imbiber à température ambiante.
• On disperse la suspension en mettant cette solution (eau distillée + défloculant + sol) dans un agitateur mécanique.
• On met l’agitateur en marche pendant 3 minutes à une vitesse de 10000 tr/min.

4- DEROULEMENT DE L’ESSAI :

a) Démarrage de l’essai :

• On prend de deux éprouvettes graduées, la première sera prise comme témoin (Éprouvette 1), celle ci est remplie d’eau à 1000 cm3 puis on plonge un thermomètre pour mesurer la température et le densimètre parfaitement propre.


• On verse la suspension dispersée dans la seconde éprouvette immédiatement après la fin de l’agitation mécanique en prenant soin circonspection de rincer les palettes de l’agitateur mécanique avec de l’eau distillée, on récupère l’eau de rinçage, on évite de perdre une partie de l’échantillon de sol pendant le transfert.
• On complète par de l’eau distillée jusqu’à la graduation de 1000 cm3.
• Pour obtenir une concentration uniforme sue toute la hauteur de l’éprouvette on agite par un agitateur manuel de manière verticale.
• Une fois qu’on arrête l’agitation manuelle, on retire l’agitateur, et au même temps on déclanche le chronomètre, par convention, cet instant indique le début de l’essai.
• On plonge le densimètre avec précaution dans la suspension immédiatement après le déclenchement du chronomètre.

b)- Réalisation des mesures :

• Faire les lectures a t = (30s – 1m – 2m – 5m – 10m – 20m – 40m).
• Noter à chaque lecture, la densité de la solution à 0,0001 prés et la température de l’eau se trouvant dans l’éprouvette témoin (n°1).
• Faire les lectures du densimètre au sommet du ménisque.
• Les trois premières lectures 0.5 – 1 et 2 min se feront sans retirer le densimètre de la solution.
• A partir de la troisième lecture, retirer le densimètre après chaque mesure, le nettoyer et le plonger dans l’éprouvette d’eau distillée.
• A partir de la quatrième mesure, on plongera le densimètre 30 secondes avant chaque mesure.


5- EXPLOITATION DES MESURES :

La loi de STOKES permet de déterminer à chaque instant t, le pourcentage (P%) de particules de taille inférieure au diamètre équivalent (D) à partir des lectures de temps (t) et de la température () et de la densité de la suspension (Rt).



- Le diamètre équivalent :

-Le diamètre équivalent (D) est donné à chaque instant (t) par la formule suivante :

Avec : la profondeur effective de la poussée du densimètre à l’instant t.
t : temps écoulé depuis le début de l’essai.

-Calcule de la viscosité dynamique de la solution à un instant t :



α = 0,03368.
β = 0,00022.
 : Température de la solution : 14°C.


-Profondeur effective du centre de poussée :

La profondeur effective est donnée par la loi :

Ht = H – 100.H1.(Rt + Cm – 1) – Hc
Ht et Hc : Caractéristiques géométriques du densimètre obtenues lors de l’étalonnage.
Cm = (correction due au ménisque).
Rt : lecture sur densimètre à l’instant (t).
Hc : déplacement du niveau de la solution lié à l’introduction du densimètre

Hc = 0,5 (Vd/A) Avec : Vd =73 cm3 (volume de densimètre).
A : la section droite de l’éprouvette d’essai.

H0 = 130 mm.
H1 = 38 mm.
h1 = 184 mm.















-Le tableau des lectures sur le densimètre:

t (min) 0,5 1 2 5 10 20 40
R 1020 1019,5 1019 1017,5 1015,5 1008,5 1001,5


-Le tableau des profondeurs effectives du centre de poussé:

Selon la loi : Ht = H – 100.H1.(Rt + Cm – 1) – Hc


t (min) 0,5 1 2 5 10 20 40
Ht (cm) 13,22 13,41 13,60 14,17 14,93 17,59 20,25

-Le tableau des diamètres équivalents D :

Selon la loi :

Et sachant que : ρw =1 g/cm3
ρs =2,7 g/cm3
η = Pa.s

t (min) 0,5 1 2 5 10 20 40
D (µm) 74,26 51,48 36,66 23,66 17,17 13,18 10,00

-Calcul du pourcentage P (%) :

Le pourcentage est donnée par :


Tel que :
Vs= 1000 cm3 (volume de la suspension).
M = 40g (masse du sol sec utilisé).
t : masse volumique de la suspension.
ρw =1 g/cm3
ρs =2,7 g/cm3



t =Rc – w =(R + Ct + Cm + Cd)


Ct = -0,00009 car T=14°C
Avec: Cm = +0,0004
Cd = -0,0008

Ainsi : t = (R – 0,00049).1


Tableau des masses volumique :

t (min) 0,5 1 2 5 10 20 40
t g/cm3 1,0195 1,0190 1,0185 1,0170 1,0150 1,0080 1,0010

Tableau des pourcentages :

t (min) 0,5 1 2 5 10 20 40
P % 77,42 75,44 73,45 67,50 59,55 31,76 3,97

La vitesse de décantation et calculer par la loi de stocks :,



Temps (min) R
Lecture densimètre Température
(°C) Correction température
Ct P’%
Global D
(m) V
Cm/s
0,5 1020 14° -0,00009 77,42 74,26 4,40
1 1019,5 14° -0,00009 75,44 51,48 2,11
2 1019 14° -0,00009 73,45 36,66 1,07
5 1017,5 14° -0,00009 67,50 23,66 0,44
10 1015,5 14° -0,00009 59,55 17,17 0,23
20 1008,5 14° -0,00009 31,76 13,18 0,13
40 1001,5 14° -0,00009 3,97 10,00 0,08

6- EXPLOITAION DES RESULTATS :

Dans l’application de la loi de STOKES à l’analyse granulométrique nous ajoutons des hypothèses qui ne sont pas toujours en accord avec l’hypothèse de STOKES.
1 - La forme des particules n’est pas sphérique surtout dans le cas des argiles, on mesure un diamètre équivalent d’une particule sphérique dont la vitesse est la même que la particule réelle d’une forme quelconque.
2 - la concentration en particules solides dans le mélange sol-eau sera maintenue inférieur à 30 g/l dans les argiles, et 100 g/l dans les sables.
Afin de rapprocher de la loi de STOKES qui exprime une particule finie dans un milieu infini.
3- le TP est supposer être fait avec l’eau distiller, ce qui n’est pas le cas pour notre manipulation, où on a utiliser l’eau du robinet, qui va fausser les résultats obtenue.

L’essai de sédimentation, nous a permit de déterminer les dimension des grains par décantation correspondant au diamètre des particule considéré, de même poids spécifique , la courbe granulométrique obtenu nous donne plus de détaille sur l’échantillon de sol, on en déduis que les particules les plus grosse ont une vitesse de décantation plus élever que les particule qui on un diamètre inférieur et que cette courbe donne pour chaque diamètre D le pourcentage de tamisas cumulé des particule de cette taille.

D’après les résultats obtenus, et le tracé de la courbe granulométrique, on peut dire que notre sol est constitué de : SABLE FIN et LIMON
Ainsi, ce sol ne contient pas d’ARGILE.

7- CONCLUSION :

Pour compléter l’étude de la nature d’un sol, il est nécessaire d’effectuer une analyse granulométrique par sédimentation, pour compléter l’analyse par tamisage.
La sédimentométrie est utilisée pour les particules fins dont le diamètre est inférieure à 80 μm , la courbe granulométrique obtenue, montre que pour chaque diamètre D il convient un pourcentage des tamis qui indique en coordonnées semi – logarithmique , afin d’obtenir une représentation plus précise des particules fin de diamètre supérieur 80μm , ainsi la séparation par la méthode de décantation est très précise, cependant elle est basé sur la loi de stokes qui n’est applicable que sur des particule de diamètre variant entre 100 et 1 μm , la courbe granulométrique est utilisé pour la détermination de la granulométrie de certains couches de sol des fondations ou de revêtement , le sol qui est constitué de variété de grain de différente dimension.
Notre sol ne comporte pas d’argile et comme on le sait l’argile est fragilisé par l’eau qui le fait gonfler et donc ; il présente une bonne résistance est peut accueillir une construction en toute sécurité.


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Laboratoire de la Mécanique Des Sols






2005/2006




TP N° : 04
DETERMINATION DES LIMITES DE CONSISTANCE D’UN SOL




3ème ANNEE GENIE CIVIL
Groupe N°04/H



BENAOUDA ANISS
5201974










I- DEFINITION :

En mécanique des sols on appelle cohésion l’aptitude que possède un sol à maintenir ses grains reliés les uns aux autres. Les sols doués de cohésion sont appelés sols cohérents et les sols qui n’ont pas de cohésion sont appelés grenus ou pulvérulents.
Le but de ce TP est de nous permette de calculer les limites de consistance d’un sol c'est-à-dire les teneurs en eau limites qui séparent le passage du sol d’un état de consistance à un autre. Ces teneurs en eau particulières sont appelées limites de consistance ou limites d’Atterberg.
Les limites d’Atterberg et les indices qui en découlent sont très utiles pour l’identification et la classification des sols fins.

II- PRINCIPE DE DETERMINATION DES LIMITES DE CONSISTANCE :

1- Limite de liquidité :

La limite de liquidité est déterminée en utilisant l’appareil de CASAGRANDE. On étale sur une coupelle un sol humidifié, on trace sur cette couche de sol une rainure avec un outil en forme de V. On imprime à la coupelle des chocs réguliers en comptant le nombre de chocs (N) nécessaire pour fermer les lèvres de la rainure sur 10 à 13mm et on détermine pour ces cas la teneur en eau correspondante. Ainsi ; la limite de liquidité est la teneur en eau qui correspond à la fermeture de la rainure en 25 coups.


Appareil de CASAGRANDE outil à Rainurer



2- Limite de plasticité :

Pour déterminer la limite de plasticité, on assèche l’échantillon de sol en le roulant entre les paumes des mains ; on forme des fuseaux qu’on mincit progressivement et lorsque ces derniers se brises en petits morceaux longs de 1 à 2cm au moment où leurs diamètre atteint 3mm ; on dit que le sol est à sa limite de plasticité.

III- PREPARATION DE L’ECHANTILLON DE SOL :

On verse de l’eau à une quantité de sol de 200 gr qui aura été Tamisé (Tamis 0.42 mm) ; on malaxe vigoureusement, puis on laissera au repos pendant 24H.

IV- DETERMINATION DE LA LIMITE DE LIQUIDITE :

1-Mode opératoire:

 Remplir la Coupelle de l’appareil de CASAGRANDE jusqu’à ¼ du mélange Sol – Eau
 Réalisation d’une rainure centrale a l’aide de l’outil à Rainurer
 Grâce à la manivelle, donnant une série de chocs à raison de 2 coups/seconde, pour atteindre une largeur de 13 mm entre les lèvres (la première, opération se fera avec un nombre de coups entre 30 et 40.
 Réitérer l’opération en rajoutant de l’eau.

2- Exploitation des résultats :

Le tableau suivant nous donne les teneurs en eau pour de différant coups.


Nombre
De
Coup
Poids TARES
(gr) Pois TARES
+
Echantillon (gr) Poids
TARES + Echantillon
(Après étuvage)(gr)
W (%)
10 13,7 34,8 24,9 88,39
19 16,1 34,0 26,2 77,22
26 16,2 26,2 22,0 72,41
36 47,7 51,2 49,8 66,66

Formule utilisée :


-On tire la valeur de ωL correspondant à 25 coups du graphe :

72,50%

V- DETERMINATION DE LA LIMITE DE PLASTICITE :

1- Mode opératoire :

 Prendre une quantité de sol préparé au début du TP.
 Séchage du sol entre les mains comme indiquer au préalable.
 Défalquer l’échantillon en deux 02 parts, et en les pesant dans des tares avant et après étuvage.

2- Exploitation des résultats :

-On obtiendra les résultats sur le tableau suivant :

Poids TARES
(gr) Pois TARES
+
Echantillon (gr) Poids
TARES + Echantillon
(Après étuvage)(gr)
WP (%)
14,4 16,8 16,2 33,33
13,8 16,0 15,5 29,41






Donc on aura :

L’indice de plasticité : Ip= - = 72,50 – 31,37

Ip= 41,13%


VI- INTERPRETATION DES RESULTATS :

D’après l’Abaque de Plasticité de CASAGRANDE Ip=f(WL), on classer notre sol dans la catégorie des Limons très plastiques, avec une Limite de Liquidité WL=72,50% élevée et une Limite de plasticité Wp=31,37% assez faible.



VII- CONCLUSION :

Les résultats obtenus nous indiquent que nous sommes en présence d’un sol de nature argileuse plastique (Sol Cohérent), d’où la nécessiter de connaître les Limites de consistance d’un sol, car l’eau influe sur tous les sols dits Cohérents.
Ce qui nous ramène à dire que notre échantillon est de mauvaise qualité car il est connu que les sols argileux (cohérent) ont tendance d’absorber de grande quantité d’eau, faussant ainsi des données obtenues sur le dosage de l’eau, facteur essentiel de la compacité d’un ouvrage à réaliser.


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Université des Sciences et de la Technologie HOUARI BOUMEDIENE
Faculté des Sciences de l’Ingénieur
Département De Génie Civil
Laboratoire de la Mécanique Des Sols






2005/2006




TP N° : 05
COMPACTAGE DES SOLS
-ESSAI PROCTOR-




3ème ANNEE GENIE CIVIL
Groupe N°04/H



BENAOUDA ANISS
5201974










I- GENERALITES :

1- Définition :

L’étude des sols joue un rôle très important dans n’importe quelle construction d’ouvrages en génie civil, surtout dans les travaux publique, parmi les caractéristique d’un sol, on a le volume des vides inter granulaire (vide d’air), on sait que la résistance d’un sol augmente avec la diminution de ces vides, d’où l’importance de les étudier, ce qui permet de trouver une solution proportionnelle a chaque projet.
Pour diminuer le volume des vides et augmenter ainsi la résistance du sol on utilise l’opération de COMPACTAGE ; qui consiste à croître la densité du sol par des moyens mécaniques, en augmentant la compacité, resserrant la texture des grains et réduire ainsi la déformabilité, ce qui augmentera la résistance du sol.
L’essai proctor a pour but de faire une étude du compactage d’un échantillon de sol c'est-à-dire la diminution du volume des vides (volume d’air) dans le sol.
Cet essai a pour but de déterminer, pour un compactage d’intensité donnée en eau à laquelle doit être compacté un sol pour obtenir :
• La densité sèche maximum.
• La teneur en eau optimum proctor.

2- Principe de l’essai :

L’essai consiste à compacter dans un moule standard à l’aide d’une dame standard et selon un processus bien déterminé, un échantillon du sol à étudier et à déterminer la teneur en eau du sol et sa densité sèche après le compactage.
L’essai est répété plusieurs fois de suite pour des échantillons portés à des teneurs en eau croissantes (4%, 6%, 10%, 12%, 14%, 16%)
On détermine ainsi plusieurs points de la courbe représentative des densités sèches en fonction des teneurs en eau.
On trace alors la courbe en interpolant entre les points expérimentaux. Elles représente un maximum dont l’abscisse est « la teneur en eau optimum proctor » et l’ordonnée « la densité sèche maximum proctor ».
δd


δd max






ω (%)
Optimum
proctor

Courbe proctor


II- APPAREILLAGE :

 Moule PROCTOR : Constituée d’un cylindre métallique inoxydable de diamètre intérieur =102 mm et de hauteur h=117 mm (volume=960 cm2), pèse 6798 g, pourvu d’un fond et d’une hausse métallique amovible.
 DAME (Essai de PROCTOR NORMAL) : Constituée d’un mouton de 2,49 Kg (cylindrique de 5,1 cm de diamètre) dont la hauteur de chute est de 30,5 cm
 Règle à raser : constitué d’une lame métallique 3x20 cm.
 Une balance : sensible au gramme prés d’une portée de 20 Kg.
 Une balance : sensible d’une précision de 0,1 g près
 Six (06) tares numérotés.
 Une étuve.
 Truelle, Spatule, Burins, couteau, Balance sensible, Clé a pipe, Entonnoir.

III- PREPARATION DE L’ECHANTILLON :

-Le sol utilisé pour cet essai doit être séché à l’étuve et passer au tamis de diamètre 5mm, et on prendra une quantité de 2,700 kg pour notre réalisation pratique.

IV- MODE OPERATOIRE :

Avec l’échantillon de sol ainsi préparé, on procède suivant les étapes :
 Ajouter au sol 108ml (pour 4%) d’eau et malaxer vigoureusement.
 Peser le moule vide avec la base.
 Monter la hausse sur le moule.
 Partager l’échantillon en trois parcelles.
 Compactage respectif de la première parcelle à 25 coups avec la dame, puis mettre la seconde au dessus et refaire l’opération et puis la troisième.
 Enlever la hausse et araser soigneusement le haut du moule.
 Pesage du moule avec le sol.
 On démoule et on prend un échantillon de ce sol représentatif pour la détermination de la teneur en eau w.
 On refait les même étapes ci-dessus, pour d’autres teneurs en eau (6%,10%,12%,14%,16%), afin d’obtenir assez de points pour tracer la courbe de compactage.







V- RESULTATS :

1-Les résultats obtenus sont inscrits dans le tableau suivant :


N° Essai 1 2 3 4 5 6
Poids d’eau ajoutée à chaque compactage (g) 108 54 108 54 54 54
Poids total humide du sol (g) 8493,0 8530,0 8622,5 8654,5 8647,5 8633,5
Poids du moule (g) 6798,0 6798,0 6798,0 6798,0 6798,0 6798,0
Poids net du sol humide (g) 1695,0 1732,0 1824,5 1856,5 1849,5 1835,5
Poids du sol sec Ws (g) 1631,37 1638,60 1677,70 1681,61 1642,68 1626,35
Volume du moule V (cm3) 960 960 960 960 960 960
Poids volumique sec d (g/cm3) 1,699 1,706 1,747 1,751 1,711 1,694
No de la tare
01 02 03 04 05 06
Poids total humide (g) 107,3 93,1 116,0 131,3 150,7 141,7
Poids total sec (g) 104,5 89,8 109,3 122,2 136,8 127,2
Poids de la tare (g) 32,7 31,9 34,5 34,7 26,4 28,3
Poids de l’eau (g) 2,8 3,3 6,7 9,1 13,9 14,5
Poids du sol sec (g) 71,8 57,9 74,8 87,5 110,4 112,7
Teneur en eau (%) 3,90 5,70 8,95 10,4 12,59 12,86

2– Formule utiliser pour remplir le tableau :

a)-Concernant la première partie du tableau :

- Poids total humide du sol = poids du moule + poids sol humide après compactage.
- Poids net du sol humide = poids total humide – poids du moule proctore.

- Poids net du sol sec = poids sol humide – poids de l’eau

Avec: P : pourcentage d’eau ajouter (4%,6%,10%,12%,14%,16%).
Exemple: (pour 4%)


- Volume du moule : Vm = surface du moule × hauteur

Avec : - d : diamètre du moule = 102 mm
- h : hauteur du moule = 117 mm Vm = 960 cm3 =0,96 L.


- Le poids volumique d : .


b)-Concernant la deuxième partie du tableau :

-Poids totale humide : c’est le poids de l’échantillon prélever du moule après compactage, avec poids de la tare .
-Poids total sec : c’est le poids (échantillon+tare) après passage à l’étuve .
-Poids de l’eau : poids total humide – le poids total sec.
-Poids de sol sec : poids total sec – poids de la tare.
-Teneur en eau : % = (poids de l’eau / poids du sol sec) x100.

- Calcule de :
.
3- Réalisation de la courbe Proctor :

-Après avoir remplit le tableau ci-dessus, on trace la courbe Proctor d = f(), en utilisant le tableau suivant:



 (%) 3,90 5,70 8,95 10,4 12,59 12,86
d (g/cm3) 1,699 1,706 1,747 1,751 1,711 1,694











-Interprétation des résultats :

- La teneur en eau optimum wopt= 10%.
- Densité sèche maximum : dmax =1,76 g/cm3.

4- Détermination des courbes de vides d’air :
-On utilise la formule ci-dessous pour déterminer les vide d’aire en fonction de la teneur en eau à : A = 0%, A = 5% et A = 10%.

- On remplie le tableau suivant :
ω % 3,90 5,70 8,95 10,4 12,59 12,86
d (A=0%) 2,44 2,34 2,17 2,1 2,01 2
d (A=5%) 2,32 2,21 2,06 2 1,91 1,9
d (A=10%) 2,19 2,1 1,95 1,89 1,81 1,8

-A partir de ce tableau on trace les courbes de vide d’aire sur le graphe de compactage :




5- Détermination du degré de saturation (Sr) :

-La courbe de compactage du sol testé, nous donne les valeurs de d max et ωopt optimale, ce qui permet de calculer Sr avec la formule ci-dessous :
-D’après la courbe de compactage :

wopt= 10%.
dmax = 1,76 g/cm3







VI- CONCLUSIONS :

Ces calcules nous ont permis de réaliser la courbe Proctor, qui a une allure de cloche et les courbes de vide d’aire ont une forme de droite qui ne coupe pas la courbe de compactage, ces résultats ont été prévue par la théorie, ce qui permet de dire que les résultats sont satisfaisantes.
Le compactage est une opération mécanique qui conduit à augmenter la densité en place d’un sol en réduisant les vides d’aire est cela ne peut se faire sans avoir étudier ce dernier au laboratoire ; cet essai nous permet d’avoir les bonnes condition et les caractéristiques d’un bon compactage, mais aussi il nous donne les rapports entre les différents paramètres (Teneur en Eau, Densité sèche, humide, énergie de compactage et degré de Saturation) influant sur cette opération, la courbe de compactage nous donne la densité sèche maximale et la teneur en Eau optimale, les deux principaux paramètres qui servent sur le terrain comme donnée, ce qui permet de déterminer la résistance optimale pour accueillir en toute sécurité les contraintes externes dues aux édifices mis en place.
On a pour cela l’exemple des routes, en période de pluie la teneur en eau du sol naturel est généralement supérieure à la teneur en eau optimum, il faut aérer le sol pour le faire sécher ou attendre une période plus sèche alors qu’en période sèche les apports d’eau sont importants.

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2006/2007




TP N° : 06
ESSAI D’EQUIVALENT SABLE
( E.S )






3ème ANNEE HYDRAULIQUE
Groupe C



HANIFI BRAHIM
520011299






1- DEFINITION :

Cet essai nous permet de contrôler la constance de certaines qualités de matériaux mis en œuvre sur un chantier à la cadence rapide imposée par les moyens mécanique modernes.
Cet essai empirique, simple et rapide, peut se faire sur un chantier avec des moyens simples et en temps court, il utilisé surtout en géotechnique routières.
Il est surtout important dans le cas des sols grenus de grains de dimensions inférieur à 5 mm.
Pour l’identification d’un sol, on établira des essais dont le quel, l’essai d’équivalent de sable est un repère très important pour arriver a cette identification.

2- BUT DE L’ESSAI :

Cet essai nous donne le moyen d’identifier la nature des sols et leurs comportements mécaniques, ainsi que de contrôler les granulas qui constitue les sols, il permet d’évaluer la quantité et la qualité d’éléments fins contenus dans ces sols et de contrôler la constante de certains matériaux mis en œuvre. Il est plus particulièrement utilisé en géotechnique routière.

3- DOMAINE D’UTILISATION :

A partir des seuils définis au laboratoire, on peut utiliser l’essai pour divers problèmes de chantier :

 Le choix des terrains qui supporte le poids de notre ouvrage.
 Les couches de sol qu’on doit déblayer avant de commencer les travaux.
 Contrôle des sols utilisés en stabilisation chimique.
 Matériaux d’assises de chaussées.
 Granulats pour assises de chaussées.
 Les propriétés des sables utilisés dans le béton (on peut utiliser l’essai d’équivalent de sable uniquement).






4- MODE OPERATOIRE :

a)- Appareillage :

 Deux éprouvettes normalisée et graduée.
 Défloculant (pour séparer les grains).
 Eau distillée.
 Tuyau laveur.
 Echantillon de sol (120 g).
 Machine à secouer les éprouvettes.
 Un chronomètre (ou montre).


b)- Déroulement de l’essai :

 On tamise l’échantillon à étudier.
 On verse dans l’éprouvette jusqu’au 1er repère le défloculant (agent dispersant).
 On prélève environ 120g de sol qu’on verse dans l’éprouvette posée verticalement.
 On frappe la base de l’éprouvette avec la paume de la main pour déloger les bulles d’air.
 On laisse reposer 10mn.
 On ferme l’éprouvette et on l’agite à la machine à secouer (90 coups en 30 secondes).
 On remet l’éprouvette en position verticale et on la remplit en eau distillée à l’aide d’un tube laveur.
 On pose et on laisse décanter pendant 20 minutes.
 On mesure l’hauteur H1 et H2.

On a pris deux éprouvettes pour plus de précisions.











5- RESULTATS :


On a théoriquement par définition : E.S =

En fonction des résultats obtenus sur les valeurs de E.S. Il existe une classification simple ce basant sur ces valeurs de E.S indiquées sur le tableau ci-dessous :


Bon pour Nature de sol E-S
/ Très sale E-S < 25
Pour les remblais sale 25 < E-S < 35
Couche de fondation moyen 35 < E-S < 40
Couche de base + béton bitumineux propre 40 < E-S < 55
Béton bitumineux + grave bitume Très propre E-S > 55



Après 20 mn, on aura le résultat suivant :





Résultat de l’éprouvette:

H1= 25,2 cm.
H2= 9,5 cm. E.S = =

E.S = 37,69% > 35%






Discutions des résultats :

D’après les résultats qu’on a obtenus et en se basant sur le tableau précédant, on conclut que le sol qu’on a étudié au cours de ce TP est un sol Moyen qui est bon pour les Couches de Fondations






6- CONCLUSION :

On conclut que cet essai est simple à réaliser et que les conditions dont il se déroule n’influe pas trop sur les résultats et il peut être réalisé même in situ (sur le terrain) pas que dans le laboratoire.


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