Cours et exercices de mécanique des sols

Cours et exercices de mécanique des sols

Classification des sols organiques (MO>3%)

Les caractéristiques utilisées pour la classification de ces sont :
– La teneur en matières organiques : % MO
• sol « fo » pour 3% < MO < 10%
• Sol « mo » pour 10% < MO < 30%
• Sol « to » pour MO > 30%
– Les limites d’Atterberg pour le sols « fo » (utiliser le diagramme de Casagrande en rajoutant le terme « fo »).
– Les résultats du test d’humification Von Post pour les sols « mo » et « to ». On obtient 10 classes de sols organiques de H1 à H10.

QUESTIONS A DEBATTRE

1) Quelle est la différence entre la masse volumique et le poids volumique d’un sol? Citer la relation qui unit ces deux caractéristiques ?
2) Etant donné qu’il n’ y a pas d’essai qui mesure le degré de saturation d’un sol, de quelle façon peut-on le quantifier ?
3) Sur quels types de sols les essais de limites d’Atterberg sont effectués ?
4) En plus de l’appareil de Casagrande, on parle aussi du pénétromètre à cône : à quoi ca sert?
5) Peut-on réaliser l’essai de bleu sur un sable ?

Exercice 2
Des essais réalisés sur un échantillon de sol remanié ayant une teneur en eau à l’état naturel de 21.5%, ont donné les résultats suivants :
– Analyse granulométrique( par voie humide et sédimentométrie)
– Limites d’Atterberg :
Limite de liquidité = 31.00 % et Limité de plasticité = 24.80 %.
1) Tracer la courbe granulométrique de ce sol en utilisant la fiche jointe en annexe.
Calculer les coéfficients d’uniformité et de courbure. Commenter.
2) Déterminer les indices de plasticité, de liquidité et consistance. Commenter
3) Classer ce sol d’après la classification LPC.

Exercice3
Les échantillons provenant d’un sondage carotté dans la région de la Soukra, nous ont fournis les résultats suivants :
γ = 19.1kN/m3 ; ω = 33.56% ; γs=26.8KN/m3 ; ωL= 42.2% ωp= 18.3%
1) Déterminer le poids volumique sec, l’indice des vides et le degré de saturation du sol.
2) Calculer les indices : de plasticité, de liquidité et de consistance. En déduire l’état de consistance du sol.
3) Classer ce sol d’après la classification LPC.

HYDRAULIQUE DES SOLS

 Ecoulement linéaire
 Hypothèses
– Le sol sujet d’un écoulement est supposé saturé (Sr=1)
– Le régime d’écoulement est permanent et laminaire.

Mouvement de l’eau
Une molécule suit un trajet appelé « ligne de courant », son vecteur vitesse est tangeant à cette ligne. Les lignes de courant s’appuyant sur le contour fermé d’une surface « S » forment un tube de courant. Le débit « Q »en m3/s, pour une vitesse « V »
constante est :Q VxS = (2.1) Pour effectuer des calculs, on est ramené à définir des lignes de courants fictives et des vitesses apparentes « v »

Ecoulement plan
Pour résoudre un problème d’écoulement plan dans un sol saturé, il faut connaître en tout point du sol la charge hydraulique. En se basant sur le principe de continuité du débit et en supposant le sol homogène et isotrope vis-à-vis de la perméabilitéK, Cette équation admet une solution lorsque les conditions limites et initiales sont définies pour l’écoulement. L’integration de cette équation nous donne deux familles de courbes orthogonales. Par construction de ces courbes, on obtient un réseau d’écoulement orthogonal constitué de lignes équipotentielles ϕ (même charge hydraulique sur une même ligne) et des lignes de courant ψ (tangeantes au gradient hydraulique). La connaissance de ce réseau nous fournit en tout point la vitesse de l’eau « v », la charge hydraulique « h », la pression interstitielle « u », et le débit « q ». La résolution de l’équation (2.8) peut se faire soit par la méthode graphique, soit par la méthode analytique par traitement numérique ou bien par la méthode par analogie électrique.