U niversité des S ciences et de la T echnologie H OUARI B OUMEDIENE F aculté des S ciences de l’ I ngénieur

D épartement D e G énie C ivil L aboratoire de la M écanique D es S ols

2005/2006

TP N° : 05COMPACTAGE DES SOLS

-ESSAI PROCTOR-

3ème ANNEE GENIE CIVIL

Groupe N°04/H

BENAOUDA ANISS

5201974

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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

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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.

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V- RESULTATS   :

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

N° Essai 1 2 3 4 5 6Poids 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 tare01 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   :

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- 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

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-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   :

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5- Détermination du degré de saturation (S r )   :

-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.

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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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