Mécanique des milieux continus appliquée aux sols et aux roches

[pic 1]

ÉCOLE NATIONALE SUPERIEURE DES MINES DE NANCY

DÉPARTEMENT GEOSCIENCES ET GÉNIE CIVIL

GEO-S7-AD : MECANIQUE DES MILIEUX CONTINUS APPLIQUEE AUX SOLS ET AUX ROCHES

TRAVAIL PRATIQUE

BOREL Paul

SOUZA da SILVA Maic

Année 2021/2022

1 INTRODUTION

Pour la caractérisation d'un échantillon de sol, il est possible de manipuler les résultats obtenus lors de deux essais en laboratoire, qui sont : l'essai triaxial et l'essai de cisaillement direct, pour obtenir les valeurs de paramètres qui caractérisent le sol.

L'essai triaxial ou essai de compression triaxiale consiste à déterminer les paramètres de résistance au cisaillement des sols. Il est principalement utilisé pour les calculs de fondations et de chaussées sur routes et autoroutes. Le principal avantage de l'utilisation de l'essai triaxial est dû au fait que c'est la méthode qui se rapproche le plus des conditions réelles du sol, car il est possible de simuler les charges axiales et radiales auxquelles le sol est soumis. Les principaux types d'essai de compression triaxiale statique sont les suivants : essai de compression non confiné, essai non consolidé non drainé, essai consolidé non drainé et essai consolidé drainé. Le test triaxial se compose de 4 types principaux :

• Compression non confinée - Unconfined Compression (UC)

• Non consolidé non drainé - Unconsolidated undrained (UU)

• Consolidé non drainé - Consolidated undrained (CU)

• Drainé consolidé - Consolidated drained (CD)

L'essai triaxial est réalisé avec un échantillon de sol de forme cylindrique. Ce spécimen est placé à l'intérieur d'une membrane de latex et placé dans la cellule triaxiale contenant de l'eau. Cette éprouvette est soumise à une contrainte axiale et à une pression de confinement.

L'essai de cisaillement direct consiste à déterminer la résistance au cisaillement d'un échantillon de sol drainé. L'équipement pour effectuer l'essai de cisaillement direct est destiné à déterminer les paramètres de cohésion du sol et l'angle de frottement. Les paramètres obtenus par l'équipement permettent de déterminer la résistance au cisaillement du sol, ce qui est d'une importance fondamentale pour les projets d'ingénierie axés sur le développement de projets de soutènement, de fondations et de pentes. Pour effectuer l'essai, il est nécessaire d'utiliser la presse pour l'essai de cisaillement du sol.

Ainsi, ce rapport contient les résultats et l'analyse de ces deux essais.

2 ESSAIS DE CISAILLEMENT

L'essai de cisaillement direct a pour objet de déterminer la résistance au cisaillement d'une éprouvette de sol, de forme prismatique et de section carrée et de faible épaisseur. Réaliser l'essai de cisaillement direct à l'aide d'une boîte à section carrée pour obtenir, par l'interprétation d'une enveloppe linéaire, les valeurs de l'angle de frottement  du sol et la cohésion , paramètres importants pour l’ingénierie. L'échantillon à tester peut-être un sol compacté ou taillé à partir d'un échantillon non remanié.[pic 2][pic 3]

Protocole expérimental :

• Préparer le sol, si nécessaire compacter dans les mêmes conditions de densité et d'humidité spécifiées ;
• Remplir le l’éprouvette de sol en poussant progressivement la boîte métallique vers le bas jusqu'à obtention de la section carrée. l'éprouvette doit remplir le volume de la boîte ;
• Placer l’éprouvette de sol dans un bâti de cisaillement constitué de deux demi-boîtes indépendantes ;
• Transférer l'éprouvette du moule à la boîte de cisaillement ;
• Installer dans la presse la boîte de cisaillement contenant l'éprouvette entre les pierres poreuses et les plaques dentées, de manière à ce que l'éprouvette se trouve au milieu, entre les parties inférieure et supérieure de la boîte ;
• Placer le cintre pour appliquer la tension verticale et régler la jauge de contrainte verticale pour démarrer la phase de consolidation du test lent (vidangé)
• Appliquer la charge (grâce aux poids) précédemment définie et lancer les lectures de déformation de l'éprouvette ;
• Le démarrage du cisaillement se fera après les réglages de la jauge de contrainte horizontale et du capteur (anneau) qui mesurera l'effort tranchant développé pendant l'essai.

La Figure 1 montre le schéma expérimental pour l’essai de cisaillement.

[pic 4]

Figure 1 - Schéma expérimental de l’essai de cisaillement

Le Tableau 1 contient les résultats des essais effectués en laboratoire pour les poids de 2 kg, 4 kg et 6 kg. Les valeurs de l'anneau dynamométrique en micromètres ont été enregistrées toutes les 15 secondes.

Tableau 1 - Les résultats des essais de cisaillement direct.

...