Chapitre 1 les sols

Pages: 10 (2373 mots) Publié le: 14 janvier 2014
PR Erick Carlier

Mécanique des sols

Licence 3 Génie Civil

Chapitre I. Les Sols : définition, paramètres caractéristiques, classification
Ce chapitre comprend 5 exercices.
I. Définitions et paramètres caractéristiques des sols
Sols pulvérulents : Il s’agit de sols formés de particules individuelles ne présentant pas de tendance significative
à adhérer les unes aux autres (silt, sable,gravier, cailloux, blocs)
Sols cohérents : Ces sols sont formés par des particules qui adhèrent (cohésion) les unes aux autres, formant, à
l’état humide, une pâte, et, à l’état sec, un bloc solide. Ils contiennent une part importante de minéraux argileux.
Un sol est constitué de trois phases : air, eau et solide :

1.1 Texture du sol
La texture d’un sol est caractérisée par son pourcentageen argile, silt et sable (sans tenir compte des graves).
Argile : diamètre < 0,002 mm
Silt : 0,002mm< diamètre < 0,05mm
Sable : 0,05mm< diamètre 2 mm.

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argile
0

1
0
0

5
2

7
5

0
5

5
0

5
7

2
5

0
0
1

0

sable

silt
0

25

50

75

exemple: gravier 30%, sable, 25%, silt 37%,argile 8%.
On recalcule les pourcentages: sable 25 / (25 + 37 + 8) = 36 %
Silt: 53%
Argile: 11%
Quand les graviers sont non négligeable, on parlera d’un sol, par exemple sablo-argileux graveleux.
1.2 Porosité
VT: volume total
Vs: volume de solide
Vw: volume d’eau
Va: volume d’air
Vv: volume de vides ( = Va + Vw)
Porosité n:

n=
quelques valeurs de n:
matériel
argile
silt
Sable finSable moyen
Sable grossier
Gravier fin
Gravier moyen
Gravier grossier

V
Vv Vw + Va VT − Vs
=
=
= 1− S
VT
VT
VT
VT
intervalle
0,33 – 0,65
0,33 –0,61
0,25- 0,53
0,27-0,49
0,30-0,46
0,25-0,40
0,24-0,44
0,24-0,35

moyenne
0,42
0,46
0,43
0,39
0,39
0,34
0,32
0,28

100

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Pour un sol d’épaisseur d (mm),l’emmagasinement en eau maximum, exprimé en hauteur équivalente d’eau est :
Smax = n .d (mm)
1.3 Teneur en eau
C'est le rapport entre la masse (ou le poids) d'eau contenue dans le sol et la masse (ou le poids) de solide :

θ=

Mw
Ms

1.4 Teneur en eau volumique
C’est le rapport entre le volume d’eau du sol et le volume total :

θ=

Vw
VT

Cette valeur varie entre 0 et n.
Pourune sol d’épaisseur d (mm), la teneur en eau volumique, exprimée en hauteur d’eau équivalente est:
Sw = θ. d (mm)
1.5 Indice(ou degré) de saturation
C’est le rapport entre le volume d’eau et le volume des vides :
S = Vw/Vv.
Si S=1, le sol est complètement saturé, si S=0, le sol est sec
1.6 Masse volumique (spécifique) des solides

ρs =

Ms
(Kg/m3)
Vs

Ms: masse des grains solidesPour le quartz, la masse volumique est de 2 650 kg/m3.
1.7 Masse volumique (spécifique) du sol sec

Ms
(kg/m3)
VT
ρ d Vs VT − Vv
=
=
= 1− n
ρ s VT
VT

ρd =

1.8 Masse volumique d’un sol partiellement saturé

ρ=

MT
VT

M T = ρ s .Vs + ρ w .Vw

M T = ρ s .(1 − n ).VT + ρ w .S .nVT
Donc

ρ = S .n.ρ w + (1 − n ).ρ s
Si le sol est complètement saturé, S=1, si le sol est sec,S=0
Rappel : le poids volumique est égal à la masse volumique multipliée par l’accélération due à la pesanteur
g= 9,81 m/s2
1.9 Indice des vides
C’est le rapport entre le volume des vides et le volume de la matière solide :

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e=

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Vv
Vs

Il existe une relation entre la porosité et l'indice des vides :

n.VT
Vv
=
Vs VT −VV
1 1 Vv
1
= −
= −1
e n n.VT n

e=

Donc :

e=

n
e
et n =
1− n
1+ e

1.10 Densité d’un sol
C’est le rapport entre la masse volumique du sol et la masse volumique de l’eau.(1000 kg /m3 ou 1g/cm3)

II. Granulométrie, classification et consistance.

2.1 Granulométrie.
Elle est obtenue par tamisage, la taille minimum étant de 0,076 mm ainsi que par sédimentation des...
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