Université des Sciences et de la Technologie HOUARI BOUMEDIENEFaculté des Sciences de l’Ingénieur

Département De Génie CivilLaboratoire de la Mécanique Des Sols

2005/2006

TP N° : 01DETERMINATION DES DENSITES

APPARENTE SPECIFIQUE ET SECHE DES SOLS

3ème ANNEE GENIE CIVIL

Groupe N°04/H

BENAOUDA ANISS

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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.

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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)

Poidsde l’échantillon

(g)

Poidsde l’eau

(g)

Teneuren 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 %

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.

= 22,62 %

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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

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

P = Mhp -M’hp

Et P= Vbrute . Vbrute = = =

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

Vh=87,83 Cm3

-Calcul de la densité humide g h :

gh=Mh/Vh

-Détermination de la densité sèche du sol ( g d)

On a la teneur en eau =22,62 %

Vp=7,77 Cm3

Vbrute= 95,6 Cm3

gh=2,06 g/ Cm3

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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

gd=1,68 g/Cm3

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Ainsi ;

Avec : =1 gr/cm3

Calcul de la densité spécifique du sol (Gs)

, g/cm3

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 .

Gs = 2,04

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