VI.3.Les essaies au laboratoire (L.T.P.O)
Dans toutes les méthodes de définition de
coefficient de sécurité on a besoin de connaitre trois
principales caractéristiques propres au sol qui sont :
Le poids volumique ã h (t/ m3).
L'Angle de frottement ö ( ° ).
La cohésion C (bar).
Pour cela on a effectuer les essaies au L.T. P. O .
VI.4. détermination des densités et de la
teneur en eau :
VI .4.1. Principe de la méthode :
Cette méthode permet ; avec d'autres paramètres ;
d'apprécier l'état dans lequel se trouve le sol.
Elle consiste en la mesure de la perte d'eau d'un
échantillon de matériau provoquée par étuvage.
Les masses de l'échantillon et de l'eau
évaporée sont mesurées par pesage.
VI .4.2.Méthode d'analyse :
On prélève un volume naturel en plan dans le
sol, qui est immédiatement plonge dans un bain de paraffine fondue et
ramené au laboratoire. En moyenne on a prélève 1.1 dm3 de
sol par horizon, sous la forme d'une demi-douzaine d'echantillons.cependant
échantillonnes que les horizons profonds (2.0 dm3 contre 0.4 dm3
prélèves en moyenne).
Au laboratoire le volume de l'échantillon
enrobé est mesuré par déplacement d'eau. On sépare
ensuite la paraffine de la terre. En deux étapes. D'abord
grossièrement, manuellement puis en faisant fondre la
paraffine.la paraffine est
pesée, et son volume calculé (densité constante de 0.89)
.la terre est tamisée (2 mm), séchée (105°c, 48h) et
pesée. Le volume des éléments grossiers et des racines est
mesuré immédiatement par déplacement d'
eau.la masse volumique de
l'échantillon est le rapport de la masse de terre tamisée
sèche au volume initial enrobé. Moins le volume de la paraffine,
des cailloux et des éléments grossiers.
Les résultats obtenus sont :
· pour l'argile verte
|
I
|
II
|
III
|
N° TARE
|
35
|
42
|
19
|
70
|
20
|
12
|
POIDS HIMIDE+TARE
|
19,30
|
19,10
|
19
|
18,8
|
18,7
|
20,2
|
POIDS SEC+TARE
|
16,70
|
16,40
|
16,4
|
16,3
|
15,9
|
17,2
|
POIDS DE LA TARE
|
3,90
|
3,70
|
3,9
|
3,7
|
3,7
|
4,2
|
POIDS D'EAU
|
2,60
|
2,70
|
2,60
|
2,50
|
2,80
|
3,00
|
POIDS DU SOL SEC
|
12,80
|
12,70
|
12,50
|
12,60
|
12,20
|
13,00
|
TENEUR EN EAU
|
20%
|
21%
|
21%
|
20%
|
23%
|
23%
|
POIDS DU SOL HUMIDE+PARAFFINE
|
1130,60
|
1015,90
|
1156,70
|
POIDS DU SOL HUMIDE
|
1116,20
|
1000,00
|
1145,90
|
POIDS DE LA PARAFFINE
|
14,40
|
15,90
|
10,80
|
POIDS DU SOL PARAFFINE DANS L'EAU
|
567,50
|
472,00
|
566,40
|
VOLUME BRUT
|
563,10
|
543,90
|
590,30
|
VOLUME DE LA PARAFFINE
|
16,00
|
17,67
|
12,00
|
VOLUME NET
|
547,10
|
526,23
|
578,30
|
POIDS volumique HUMIDE ãH
|
2,04
|
1,90
|
1,98
|
TENEUR EN EAU MOYENNE ù
|
21%
|
20%
|
23%
|
POIDS volumique SECHE ãd
|
1,69
|
1,58
|
1,61
|
|
POIDS volumique HUMIDE MOYENNE ãH :
|
1,97 T/m3
|
TENEUR EN EAU NATURELLE ù :
|
21 %
|
POIDS volumique SECHE ãd :
|
1,63 T/m3
|
TENEUR EN EAU DE SATURATION ùsat :
|
24,45 %
|
DEGRE DE SATURATION SR :
|
87 %
|
|
AVEC :
POIDS D'EAU = (POIDS HIMIDE+TARE)-(POIDS SEC+TARE).
POIDS DU SOL SEC= (POIDS SEC+TARE) - (POIDS DE LA TARE).
TENEUR EN EAU= (POIDS D'EAU) / (POIDS DU SOL SEC).
POIDS DE LA PARAFFINE = (POIDS DU SOL HUMIDE+PARAFFINE) - (POIDS
DU SOL HUMIDE).
VOLUME BRUT = (POIDS DU SOL HUMIDE+PARAFFINE) - (POIDS DU SOL
PARA DANS L'EAU). VOLUME DE LA PARAFFINE = (POIDS DE LA
PARAFFINE) / 0.89.
VOLUME NET = (VOLUME BRUT) - (VOLUME DE LA PARAFFINE).
POIDS volumique HUMIDE = (POIDS DU SOL HUMIDE) / (VOLUME
NET).
POIDS volumique SECHE = (POIDS volumique HUMIDE) / (1+ TENEUR EN
EAU MOYENNE).
TENEUR EN EAU DE SATURATION {(1/ POIDS volumique SECHE)-(1/2.7)}
* 100.
DEGRE DE SATURATION = (TENEUR EN EAU / TENEUR EN EAU DE
SATURATION)*100.
· pour le remblai :
|
I
|
II
|
III
|
N° TARE
|
91
|
42
|
19
|
70
|
20
|
12
|
POIDS HIMIDE+TARE
|
20,10
|
20,00
|
21,4
|
21,4
|
21,2
|
21,3
|
POIDS SEC+TARE
|
17,50
|
17,50
|
18,5
|
18,4
|
18,4
|
18,6
|
POIDS DE LA TARE
|
3,70
|
3,60
|
3,6
|
3,6
|
3,8
|
3,9
|
POIDS D'EAU
|
2,60
|
2,50
|
2,90
|
3,00
|
2,80
|
2,70
|
POIDS DU SOL SEC
|
13,80
|
13,90
|
14,90
|
14,80
|
14,60
|
14,70
|
TENEUR EN EAU
|
19%
|
18%
|
19%
|
20%
|
19%
|
18%
|
POIDS DU SOL HUMIDE+PARAFFINE
|
693,20
|
692,20
|
646,60
|
POIDS DU SOL HUMIDE
|
682,20
|
680,50
|
635,50
|
POIDS DE LA PARAFFINE
|
11,00
|
11,70
|
11,10
|
PODS DU SOL PARAFFINE DANS L'EAU
|
352,80
|
355,50
|
229,20
|
VOLUME BRUT
|
340,40
|
336,70
|
417,40
|
VOLUME DE LA PARAFFINE
|
12,22
|
13,00
|
12,33
|
VOLUME NET
|
328,18
|
323,70
|
405,07
|
POIDS volumique HUMIDE ãH
|
2,08
|
2,10
|
1,57
|
TENEUR EN EAU MOYENNE
|
18%
|
20%
|
19%
|
POIDS volumique SECHE ãd
|
1,76
|
1,75
|
1,32
|
|
Poids volumique HUMIDE MOYENNE ãH : 1,92
T/m3
TENEUR EN EAU NATURELLE : 19 %
POIDS volumique SECHE ãd : 1,61 T/m3
TENEUR EN EAU DE SATURATION : 25,07 %
76 %
DEGRE DE SATURATION SR :
VI.4.3. Résultats :
-Remblai :
Poids volumique HUMIDE MOYENNE ãH : 1.92
t/m3
-Argile verte :
Poids volumique HUMIDE MOYENNE ãH : 1.97
t/m3
VI.5. L'essai de cisaillement rectiligne direct à
la boite :
VI .5.1. Définitions :
La résistance au cisaillement d'un sol est définie
comme étant la contrainte de cisaillement dans le plan de la rupture au
moment de celle-ci.
En effet, lorsqu'un système de forces est
appliqué à un volume déterminé d'un sol, il se
développe des contraintes de cisaillement. Ces contraintes
entraînent des déformations du sol qui peuvent être
importantes le long de certaines surfaces appelées surfaces de
glissement ou de rupture.
Le but de l'essai de cisaillement est de déterminer les
valeurs de la cohésion C et de l'angle de frottementö .
Fig . (VI.5) : D
|
ispositif de
|
l'essai de
|
cisaillement.
|
|
VI .5.2. P
rincipe de
la méthod e :
L'essai s'effe ctue sur une
éprouvette de sol de diamètre
plus grand que la hauteur,
placée d ans une boit
e de cisaill ement cons
tituée de deux demi b
oites indép endantes. L e
plan de séparation des deux
demi boites constitue un plan de
glissement correspondant au plan de
cisaillement de l'épr ouvette.
l'éprouvette un effort
normal N maintenu
cisaillement de
tirant la demi boite
l'éprouv ette selon l e
inférieur e, imposant
effort, o n produit un
s deux de mi boites en
L'essai c onsiste à appliquer
sur la face supérieure de constant,
puis, après consolidation
sous ce même plan horizontal de gli
ssement de
ainsi un déplacement relatif et à
vitesse con stante.
L 'éprouvett e ne subit aucune
consolidation ni aucun drainage préalables, sous la
contraint e normale ó de l'ess
ai. C'est un essai rap ide, et
sauf cas parti culier, la
droite de
Coulom b dans le diagramme
ô = f (ó) est
horizontale pour un s ol cohérent saturé. La rapidité
de l'ess ai doit êtr e
telle qu'e lle ne permette aucun drainage de l'éch
antillon, on obtient l'équatio
n : ô = C u .
VI.5.3. M
VI.5.4. Réalisation de l'essai :
Pour valider l'essai, il faut au moins cisailler trois
éprouvettes d'un même échantillon, de mêmes
dimensions et préparées dans les mêmes conditions. Ces
éprouvettes sont cisaillées à la même vitesse mais
soumises à des efforts N différents.
La contrainte verticale maximale, appliquée à
la série, d'éprouvettes doit être supérieure
à la contrainte effective verticale induite dans le sol après la
réalisation de l'ouvrage. On choisit généralement 100, 200
et 300 KPa.
Remblai : La contrainte verticale maximale = 01 bar
|
Consolidation
|
Cisaillement
|
Jour
|
Heure
|
"
|
Tas
|
L
|
LA
|
LA
|
LA
|
|
|
|
|
0,25
|
70
|
370
|
|
|
|
|
|
0,50
|
135
|
365
|
|
|
|
|
|
0,75
|
185
|
350
|
|
|
|
|
|
1,00
|
220
|
340
|
|
|
|
|
|
1,25
|
255
|
320
|
|
|
|
|
|
1,50
|
288
|
310
|
|
|
|
|
|
1,75
|
320
|
305
|
|
|
|
|
|
2,00
|
347
|
303
|
|
|
|
|
|
2,25
|
361
|
|
|
|
|
|
|
2,50
|
370
|
|
|
|
|
|
|
2,75
|
373
|
|
|
|
|
|
|
3,00
|
379
|
|
|
|
|
|
|
3,25
|
380
|
|
|
|
|
|
|
3,50
|
378
|
|
|
|
|
|
|
3,75
|
371
|
|
|
|
|
|
|
4,00
|
371
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
La contrainte verticale maximale = 02 bar.
Consolidation
|
Cisaillement
|
Jour
|
Heure
|
"
|
Tas
|
|
LA
|
LA
|
|
|
|
|
|
0,25
|
75
|
620
|
|
|
|
|
|
0,50
|
150
|
630
|
|
|
|
|
|
0,75
|
205
|
635
|
|
|
|
|
|
1,00
|
220
|
640
|
|
|
|
|
|
1,25
|
260
|
630
|
|
|
|
|
|
1,50
|
290
|
624
|
|
|
|
|
|
1,75
|
360
|
600
|
|
|
|
|
|
2,00
|
410
|
550
|
|
|
|
|
|
2,25
|
460
|
530
|
|
|
|
|
|
2,50
|
500
|
510
|
|
|
|
|
|
2,75
|
525
|
500
|
|
|
|
|
|
3,00
|
540
|
490
|
|
|
|
|
|
3,25
|
560
|
470
|
|
|
|
|
|
3,50
|
575
|
445
|
|
|
|
|
|
3,75
|
586
|
|
|
|
|
|
|
4,00
|
605
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
La contrainte verticale maximale = 03 bar.
Caractéristiques phisiques
|
Consolidation
|
Cisaillement
|
Jour
|
Heure
|
"
|
Tas
|
L
|
LA
|
LA
|
LA
|
|
|
|
et Gel
|
0,25
|
100
|
700
|
840
|
|
|
|
|
0,50
|
200
|
728
|
820
|
|
|
|
|
0,75
|
240
|
755
|
808
|
|
|
|
|
1,00
|
285
|
780
|
790
|
|
|
|
|
1,25
|
325
|
810
|
775
|
|
|
|
|
|
1,50
|
365
|
823
|
760
|
|
|
|
|
1,75
|
400
|
827
|
|
|
|
|
|
2,00
|
420
|
830
|
|
|
|
|
|
2,25
|
500
|
833
|
|
|
|
|
|
2,50
|
525
|
835
|
|
|
|
|
|
2,75
|
550
|
850
|
|
|
|
|
|
3,00
|
570
|
855
|
|
|
|
|
|
3,25
|
590
|
866
|
|
|
|
|
|
3,50
|
615
|
860
|
|
|
|
|
|
3,75
|
640
|
855
|
|
|
|
|
|
4,00
|
670
|
853
|
|
|
Tableau VI-2 : RESULTATS OBTENUS
POUR LE REMBLAI
Contrainte verticale en bars
|
1
|
2
|
3
|
Lecture à l'anneau
|
380
|
640
|
866
|
Déformation longitudinale
|
3,25
|
5,00
|
7,25
|
Force nette
|
29,64
|
49,92
|
67,55
|
Section nette
|
26,35
|
25,30
|
23,95
|
Contrainte tangentielle
|
1,125
|
1,973
|
2,820
|
|
Avec :
Force nette = Lecture à l'anneau*0.078 ; (0.078=
Coefficient de l'anneau). Section nette = 28.3 - (Déformation
longitudinale*0.6) ; (28.3 Section de l'appareil). Contrainte tangentielle =
Force nette / Section nette.
De même pour l'argile :
Tableau VI.3: RESULTATS OBTENUS
POUR L'argile verte .
Contrainte verticale en bars
|
1
|
2
|
3
|
Lecture à l'anneau
|
960
|
1330
|
1390
|
|
Déformation longitudinale
|
9,50
|
9,75
|
10,25
|
Force nette
|
74,88
|
103,74
|
108,42
|
Section nette
|
22,60
|
22,45
|
22,15
|
Contrainte tangentielle
|
3,313
|
4,621
|
4,895
|
|
Les valeurs de la résistance au cisaillement ainsi
définies obtenues lors de l'essai sont portées sur une courbe, en
fonction de la contrainte normale ó s'appliquant sur le plan de
rupture.
La courbe obtenue est approximativement une droite
appelée droite intrinsèque d'équationô
=C +ó tanö, elle exprime la loi de
Coulomb. L'angle formé entre cette droite et
l'axe des abscisses est l'angle de frottement ? et
l'ordonnée à l'origine est la cohésion C.
2.50
2.00
1.50
Série1
Contrainte tengencielle
argile verte
ó(n) Contrainte verticale en bars
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
6.00
5.50
5.00
4.50
4.00
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
4.00
3.50
3.00
1.00
0.50
0.00
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
remblai
Fig. (VI.6) : Courbe
intrinsèque (remblai & argile)
VI .5.5. Résultats :
· couche de Remblai dont les
caractéristiques mécaniques sont: ö = 4 1 °;
et c = 0. 1 5 bar.
· La couche d'argile verte dont les
caractéristiques mécaniques sont :
ö = 3 7 °; et c =2. 5
bar.
|
|
