chap8_gotechnique routire

8. 8. GEOTECHNIQUE GEOTECHNIQUE

ROUTIEREROUTIERE

8.4.1. LE "SOL" EN TANT QUE 8.4.1. LE "SOL" EN TANT QUE MATERIAU DE CONSTRUCTIONMATERIAU DE CONSTRUCTION

Fig. 8.4.1.a.


4 questions:

1. Les terres déblayées (vol. CYDC ) ont-elles des caractéristiques valablespour être utilisées en remblai ?

2. Quelle compacité peut-on escompter de ces terres après les opérations deremblayage ?

3. Après remblayage de la dépression, y a-t-il risque de déformation(tassement) du terrain naturel BXC ?

4. Après déblai de la butte CYDC y a-t-il risque de déformation de la surfaceCD (tassement ou gonflement) ?



Trois nouvelles questions :

5. Quelle pente pr faut-il donner aux talus de remblai ?

6. Quelle pente pd faut-il donner aux talus de déblai ?

7. La stabilité des talus sera-t-elle assurée dans le temps,notamment en fonction des variations prévisibles dusystème triphasé solide-liquide-gaz ?

8.4.2. LE "SOL" EN TANT QU'ASSISE 8.4.2. LE "SOL" EN TANT QU'ASSISE DE LA CHAUSSEEDE LA CHAUSSEE

Trois questions :

8. Quel sera le comportement mécanique du sol sous l'effet d'une ou plusieurssollicitations dues au trafic ?

9. Quel sera le comportement mécanique du sol sous l'effet des variations deproportions du système triphasé solide-liquide-gaz et, cas limite, disparitionde la phase gazeuse lorsque le sol est saturé d'eau ?

10. Quel sera le comportement mécanique du sol lorsque la phase liquide setransforme entièrement ou partiellement en phase solide

8.4.2. LE "SOL" EN TANT QU'ASSISE 8.4.2. LE "SOL" EN TANT QU'ASSISE DE LA CHAUSSEEDE LA CHAUSSEE

La campagne géologique et géotechnique portera donc sur :

• l'étude de documents existants

• l'étude géologique et la visualisation du terrain

• les essais géotechniques "in situ"

• les essais géotechniques en laboratoire.

8.5.3. LES ESSAIS GEOTECHNIQUES 8.5.3. LES ESSAIS GEOTECHNIQUES "IN SITU""IN SITU"

Rappel des données géotechniques et géologiques nécessaires à laconception d'un projet routier :

Problèmes Données à obtenir1. Fondations de remblais Identification - Poids volumique

apparentNiveau de la nappe phréatiqueCompressibilité - PerméabilitéRésistance au cisaillement

2. Remblais Identification - Poids volumiqueapparentTeneur en eauEssais de compactage et depoinçonnement (Proctor, CBR)Essais de stabilisation

3. Déblais Identification des sols - Teneur en eauNature, pendage et altérabilité descouches géologiquesNiveau de la ou des nappe(s)phréatique(s)Perméabilité des couchesRésistance au cisaillement

4. Zones de captage Etude particulière de la stabilitéchimique des matériaux pour remblaisEtudes détaillées de l'hydrogéologie

8.5.3. LES ESSAIS GEOTECHNIQUES 8.5.3. LES ESSAIS GEOTECHNIQUES "IN SITU""IN SITU"

Coupe Coupe stratigraphiquestratigraphique

8.5.3.1.Les m8.5.3.1.Les mééthodes gthodes gééophysiquesophysiques

La mLa mééthode sismique (ou sonique).thode sismique (ou sonique).

Limitations de la mLimitations de la mééthodethode


Le calcul est valable pour des couches parallLe calcul est valable pour des couches parallèèles ou des les ou des couches dont le pendage de la couche infcouches dont le pendage de la couche inféérieure est connurieure est connu



Si l'interface entre deux couches est tourmentSi l'interface entre deux couches est tourmentéé, le nombre de , le nombre de mesures sera fort important et on obtiendra un profil lissmesures sera fort important et on obtiendra un profil lisséé


InterprInterpréétation des rtation des réésultats.sultats.

La vitesse de propagation des ondes longitudinales dans un milieu solide quelconque répond à la relation :

)2 - )(1 + (1

- 1 .

E = V

σσσ

δ

où E est le module d'élasticité et σ est le coefficient de Poisson, δ étant la densité.

On peut donc admettre que le module d'élasticité est une mesure indirecte de la compacité et que ladensité est liée à l'état de fracturation du matériau.

La compacité et la fracturation fournissent une appréciation de la "rippabilité"


RippabilitRippabilitéé en fonction de vitesse de propagation des ondesen fonction de vitesse de propagation des ondes


LA METHODE DE RESISTIVITE ELECTRIQUELA METHODE DE RESISTIVITE ELECTRIQUELa rLa réésistivitsistivitéé éélectrique d'un sol est fonction de sa teneur en eau lectrique d'un sol est fonction de sa teneur en eau et, indirectement, de la porositet, indirectement, de la porositéé








LES DIAGRAPHIESLES DIAGRAPHIES

8.5.3.2.Les essais m8.5.3.2.Les essais méécaniques caniques confirmatifsconfirmatifs

LES ESSAIS MECANIQUES "IN SITU" DE RESISTANCE DU SOLLES ESSAIS MECANIQUES "IN SITU" DE RESISTANCE DU SOL

Essais au pEssais au péénnéétromtromèètre.tre.

Essais au pEssais au péénnéétromtromèètre statique.tre statique.


PPéénnéétromtromèètre statiquetre statique

Principe : mesure séparée de : Qc (réaction du sol sur le cône)Qt (effort d'enfoncement du tube + pointe)


PPéénnéétromtromèètre statiquetre statique

Fig. 8.5.3.2.c. Fig. 8.5.3.2.c. -- PPéénnéétromtromèètre statique (2 T)tre statique (2 T)



Fig. 8.5.3.2.d. Fig. 8.5.3.2.d. -- PPéénnéétromtromèètre dynamiquetre dynamiqueForce maximale : 10.000 kgf (100 Force maximale : 10.000 kgf (100 kNkN))



SONDE DE BATTAGE LEGERESONDE DE BATTAGE LEGERE

L'enfoncement moyen par coup (x) en mm est calculL'enfoncement moyen par coup (x) en mm est calculéé pour chaque couche pour chaque couche

de 10 cm du sol traversde 10 cm du sol traverséé et converti en indice portant (CBR) par la relation et converti en indice portant (CBR) par la relation

statistique mise en statistique mise en éévidence au Centre de Recherches routividence au Centre de Recherches routièères avec son res avec son

ééquipement standardisquipement standardiséé et dans les limites bien pret dans les limites bien préécisciséées (voir es (voir

interprinterpréétation des rtation des réésultats)sultats)

Profondeur de sondage avec Profondeur de sondage avec ééquipement C.R.R.: de 5 quipement C.R.R.: de 5 àà 10 m maximum10 m maximum

Enfoncement par coup, x, exprimEnfoncement par coup, x, expriméés en mms en mm

LogLog1010 CBR = CBR = --1,31 log1,31 log1010 x + 2,58x + 2,58


SONDE DE BATTAGE LEGERESONDE DE BATTAGE LEGERE

Fig. 8.5.3.2.e.Fig. 8.5.3.2.e.

Sonde de battage C.R.R.Sonde de battage C.R.R.

Fig. 8.5.3.2.f.Fig. 8.5.3.2.f.

PressiomPressiomèètretre de Mde Méénardnard

Fig. 8.5.3.2.g. Courbe Fig. 8.5.3.2.g. Courbe pressiompressioméétriquetrique



Fig. 8.5.3.2.h. ScissomFig. 8.5.3.2.h. Scissomèètretre

Principe : mesure de l'enfoncement d'une plaque dans le sol sous l'effet d'une chargecroissante et mesurée.

Appareillage : une plaque circulaire de 200 ( ou 750) cm² est enfoncée dans le solpar des vérins hydrauliques. L'appareillage est monté sous un camion lesté (voir fichetechnique F26 du CRR sur « l'essai de chargement à la plaque» ci-jointe en annexe).

8.5.3.3.Les essais de "portance des sols"8.5.3.3.Les essais de "portance des sols"

ESSAI A LA PLAQUEESSAI A LA PLAQUE



Valeur Valeur àà atteindreatteindre

En Belgique, le cahier des charges type exige au premier En Belgique, le cahier des charges type exige au premier

cycle de chargement, un cycle de chargement, un cocoééfficientfficient de compressibilitde compressibilitéé de:de:

11MN/m11MN/m²² dans le corps des remblaisdans le corps des remblais17 MN/m17 MN/m²² au sommet des remblaisau sommet des remblais35 MN/m35 MN/m²² en surface des sousen surface des sous--fondationsfondations110 MN/m110 MN/m²² en surface des fondationsen surface des fondations

8.5.3.3.Les essais de "portance des sols"8.5.3.3.Les essais de "portance des sols"

D

PK =

Parmi les Parmi les essais de portanceessais de portance, il faut encore signaler le , il faut encore signaler le

"plate "plate bearingbearing test" test" (P.B.T.) qui est bas(P.B.T.) qui est baséé sur le même sur le même

principe mais avec une plaque de 75 cm de diamprincipe mais avec une plaque de 75 cm de diamèètre. tre.

Cet essai permet de dCet essai permet de dééterminer le terminer le module de rmodule de rééactionaction

KK du sol ndu sol néécessaire au dimensionnement des chausscessaire au dimensionnement des chausséées es

en ben bééton de ciment. Ce ton de ciment. Ce module de rmodule de rééactionaction KK est est

ddééfini par le rapport de la pression fini par le rapport de la pression PP nnéécessaire pour cessaire pour

obtenir un enfoncement obtenir un enfoncement DD de 1,27 mmde 1,27 mm

8.5.3.4.Essais de poin8.5.3.4.Essais de poinççonnement du solonnement du solEssais C.B.R.Essais C.B.R.((CalifornianCalifornian BearingBearing RatioRatio

PrincipePrincipe

DDéétermination d'un termination d'un nombre sans dimension nombre sans dimension

exprimant le rapport entre la charge spexprimant le rapport entre la charge spéécifique cifique

nnéécessaire pour enfoncer un poincessaire pour enfoncer un poinççon dans le sol, on dans le sol,

dans des conditions donndans des conditions donnéées et celle nes et celle néécessaire pour cessaire pour

enfoncer le même poinenfoncer le même poinççon, dans les mêmes on, dans les mêmes

conditions dans un matconditions dans un matéériauriau--type (concasstype (concasséé de de

Californie).Californie).

8.5.5.2. Essais de classification8.5.5.2. Essais de classification

8.5.3.4.Essais de poin8.5.3.4.Essais de poinççonnement du solonnement du solEssais C.B.R.Essais C.B.R.((CalifornianCalifornian BearingBearing RatioRatio

Fig. 8.5.3.4.a. Fig. 8.5.3.4.a. CoCoééfficientfficient C.B.R.C.B.R.


Les limites d'Les limites d'AtterbergAtterberg

Ce sont les limites de la Ce sont les limites de la teneur en eauteneur en eau, , éétablies tablies conventionnellement, et pour lesquelles, en ordre conventionnellement, et pour lesquelles, en ordre ddéécroissant, le sol passe de l'croissant, le sol passe de l'éétat tat semisemi--liquideliquide àà l'l'éétat tat plastiqueplastique (limite de liquidit(limite de liquiditéé LLll), pour atteindre l'), pour atteindre l'éétat tat semisemi--solidesolide (limite de (limite de plasicitplasicitéé LLpp).).

Ces limites circonscrivent le Ces limites circonscrivent le domaine plastiquedomaine plastique d'un d'un sol . Leur diffsol . Leur difféérence est appelrence est appeléée e indice de plasticitindice de plasticitééIIpp. ( . ( IIpp = L= Lll -- LLpp ).).

Teneur en eauTeneur en eauGranulomGranuloméétrietrie


La limite de liquiditLa limite de liquiditéé Ll est, conventionnellement, fixLl est, conventionnellement, fixéée e

comme la teneur en eau, exprimcomme la teneur en eau, expriméée en % de la matie en % de la matièère re

ssèèche, pour laquelle une rainure de dimensions che, pour laquelle une rainure de dimensions

normalisnormaliséées, se ferme sur une longueur de 1 cm sous es, se ferme sur une longueur de 1 cm sous

l'effet de 25 chocs par l'appareil de CASAGRANDE l'effet de 25 chocs par l'appareil de CASAGRANDE

normalisnormaliséé

(fig. 8.5.5.2.b, c et d).(fig. 8.5.5.2.b, c et d).




La La limite de plasticitlimite de plasticitéé LLpp est, conventionnellement, est, conventionnellement, fixfixéée comme la e comme la teneur en eauteneur en eau, exprim, expriméée en % de la e en % de la matimatièère sre sèèche, pour laquelle une boulette de mortier peut che, pour laquelle une boulette de mortier peut encore être roulencore être rouléée, sans se briser, jusqu'e, sans se briser, jusqu'àà former un former un rouleau de 3 mm de diamrouleau de 3 mm de diamèètre.tre.

La commission "mLa commission "méécanique des sols" de l'A.B.E.M. canique des sols" de l'A.B.E.M. propose les valeurs suivantes pour l'propose les valeurs suivantes pour l'indice de plasticitindice de plasticitééIIpp..

••SableSable IIpp < 5< 5

••LimonLimon 5 < 5 < IIpp < 25< 25

••ArgileArgile IIpp > 25.> 25.



Essai Essai ProctorProctor


8.5.5.2. Essais de 8.5.5.2. Essais de classificationclassification



N.B.N.B.

On pratique On pratique éégalement un autre "galement un autre "essai essai ProctorProctor" qui est " qui est

une mesure de une mesure de poinpoinççonnementonnement. Il permet, sur . Il permet, sur

chantier, un contrôle rapide de la chantier, un contrôle rapide de la teneur en eauteneur en eau et de et de

la la densitdensitéé. Il consiste en l'enfoncement d'une aiguille, . Il consiste en l'enfoncement d'une aiguille,

sous pression connue et sous pression connue et àà vitesse aussi constante que vitesse aussi constante que

possible, dans un sol ne comportant que des possible, dans un sol ne comportant que des ééllééments ments

finsfins


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