Sol_assise

Cours FSP – ENTPE 3e année – VA BâtimentFondations et bâtiments

Frédéric FUSO – STACCaractérisation du sol d’assise (1/33)Dernière mise à jour le 31 août 2009

Composition d’un sol

Air

Impossible d’afficher l’image.

Grains

EauVides

Et quelques matières organiques non représentées…

Squelette



L’eau dans le sol: 2 catégoriesEau adsorbée

MénisquesCapillarité

Particule de sol très fin Particules de sol grenu

1 µ

1 mm

D’où l’importance de la notion de « Hors gel »



Grandeurs objectivesGrandeurs intrinsèques

V: volume total de l’échantillon de sol

Vv: volume des vides de l’échantillon (eau+air)

Vs: volume des grains de l’échantillon

W: poids total de l’échantillon

Ws: poids des grains de l’échantillon

Ww: poids de l’eau de l’échantillon



Critères déduits



Illustration

Air


Grains

Eauw

swγγ e

1

eV +=1

VOLUMES

0

swγ

sγ

swW γ)1( +=

ews ,,γ

?sγ



Autres critères objectifsCritères issus d’essais spécifiques

Cv: coefficient de consolidation

c cohésion interne du sol

L’angle φ dit angle de frottement interne du sol



Quelques chiffres

SOL e w

Sable de Fontainebleau 27 kN/m 3 0,86 10% 16 kN/m 3

Argile verte du Sannoisien 26,7 kN/m 3 0,77 30% 19,7 kN/m 3

Limon d'Orly 26,2 kN/m 3 0,49 16% 18,0 kN/m 3

Tourbe (organique) N.C. N.C. 200% 13,5 kN/m 3

Vase de Martrou (organique) 18,0 kN/m 3 1,22 82% 15,0 kN/m 3

sγ sew γγ

++

=11

D’une manière générale, le poids volumique d’un sol est compris entre:

26 kN/m3 et 28 kN/m3



Vers une classification des sols

Nécessité d’aller au delà de la simple distinction entre sols fins et grenus

Comportement du sol grenu:

dépend uniquement des caractères du squeletteLes propriétés géotechniques restent stables si sec, humide, saturé

Comportement du sol fin:

dépend de sa composition minéralogique, de sa teneur en eau,Dépend aussi de la disposition et de l’orientation des particules (structure)Selon la teneur en eau, les propriétés mécaniques d’un sol fin varient:

De celles d’un liquide (w faible)À celle d’un solide (w élevé)

Entre les deux états limites, le sol est dit « plastique »



Limites d’AtterbergOn définit une limite de liquidité qui sépare l’état plastique de l’état liquide;

On définit une limite de plasticité qui sépare l’état plastique de l’état solide;

On appelle indice de plasticité la différence

Dans les sols en place, la teneur en eau est comprise entre et

wLw


État plastique État liquideÉtat solide

PLP wwI −=Pw

w Pw LwSols

Limon d'Orly 36 24 12Argile verte du Sannoisien 67 30 37

Tourbe de Bourgoin 66 37 29Vase de Martrou 83 38 45

Lw PwPI

Lw



La granulométrie des solsOn détermine la répartition des grains selon leur dimension. Les grains dans un soln’ont en effet pas tous la même dimension.

Pour les sols grenus, on utilise une série de tamis.

Pour les sols fins on procède par décantation dans l’eau en mesurant les vitessesde chute des particules.

On traduit graphiquement cette analyse granulométrique par une courbe dite« Courbe granulométrique » qui donne, en fonction de D (diamètre d’un grain)le pourcentage en poids des grains de dimension inférieure à D.

On appelle le diamètre correspondant au pourcentage p.

On définit , dit coefficient d’uniformité de HAZEN.

Pour la granulométrie du sol est dite uniforme. Dans le cas contraire, elle

est dite étalée.

PD

10

60

DDCu =

2<uC



Courbe granulométrique



La classification des sols (1/4)

Sols à granulométrie uniforme

Cailloux Graves Gros sable Sables fins Limons Argiles

SOLS GRENUS SOLS FINS

20 mm 2 mm 0,2 mm 20 µm 2 µm




Sols à granulométrie non uniforme

Moins de 50% d’éléments fins de dimensions inférieures à 80 microns (0,08 mm)

Plus de 50% des éléments supérieurs à 80 microns retenus au tamis de 2 mm

GRAVE (G)

Plus de 50% des éléments supérieurs à 80 microns passent au tamis de 2 mm

SABLE (S)

Plus de 50% d’éléments fins de dimensions inférieures à 80 microns (0,08 mm)Moins de 10% de matières organiques

Argiles (A) ou Limons (L)peu plastiques ou très plastiques selon autres critères







GRAVES Symboles Conditions Appellation

Moins de 5% d'éléments <0,08 mm GbGrave propre bien graduée

Gm Une des conditions de Gb non satisfaite Grave propre mal graduéePlus de 12% d'éléments >0,08 mm GL Limite d'Atterberg au dessous de A Grave limoneuse

GA Limite d'Atterberg au dessus de A Grave argileuseSituation intermédiaire *

SABLES Symboles Conditions Appellation

Moins de 5% d'éléments <0,08 mm SbSable propre bien gradué

Sm Une des conditions de Sb non satisfaite Sable propre mal graduéPlus de 12% d'éléments >0,08 mm SL Limite d'Atterberg au dessous de A Sable limoneux

SA Limite d'Atterberg au dessus de A Sable argileuxSituation intermédiaire *

* En situation intermédiaire, on utilise un double symbole.

4>uC 136010

230 ≥=≥DD

DCc

6>uC 136010

230 ≥=≥DD

DCc



Essai propre aux sols grenusEssai d’équivalent de sable

Permet de déterminer dans un sol la proportionrelative de sol fin et de sol grenu.

10021

1 ×+

=hh

hES

h2

h1

ES=0 Argile pureES=20 Sol plastiqueES=40 Sol non plastiqueES=100 Sable pur et propre

Indice de densité

Permet de déterminer l’état de densité dans lequelse trouve un sol grenu. On note parfois ou DI RD

%50<DI sol lâche. Sinon, le sol est dit serré.Si



Profil vertical d’un terrain



But des sondages

Reconnaissance du sol (couches, nappe phréatique) en vue de projet d’exécution

Prélèvement éventuel d’échantillons pour analyses en laboratoire

Mesures in situ par des procédés appropriés

Détermination du parti de fondation, du « bon sol »et du mode de fondation en fonction du projet.



Identification de couches successives



Profil vertical approximatif



Prélèvement d’échantillons: carottages



Essais in situ



Essai au pénétromètre statique

Vérin de poussée

Cellule d’acquisition des données

Manchon de frottement latéral

Pointe mobile pour résistancede pointe



Essai au pressiomètre Ménard (1/2)Une sonde contenant 3 cellules cylindriques dilatables de façon radiale est introduite dans un forage préalablement exécuté

Résultats pour chaque profondeur de mesure:

E module pressiométrique

Pl pression limite

Pf pression de fluage

Le rapport E/Pl donne une idée de la consolidation du sol (utile pour le calcul des tassements)



Essai au pressiomètre Ménard (2/2)



Essais de laboratoire

Essai de cisaillement direct

Essai triaxial

Essai œdométrique



Essai de compressibilité (œdométrique)

Pierres poreusesEchantillon



Essai de cisaillement direct



Essai triaxial

Drainage de l’échantillon possible

Mesure de la pression interstitielle

Disques poreux

Membrane entourant l’échantillon

Piston

Mise en pression latérale

Mesure de la déformation

Cylindre transparent



Essai à la plaque



Auscultation de l’existantCreuser pour aller voir sur place

Méthodes acoustiques ou magnétiques

Méthodes sismiques



Essai cross hole (1/2)



Essai cross hole (2/2)

Documents

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