UE2MODULE G1 Travaux pratiques de géotechnique ESSAI OEDOMETRIQUE Page 1 / 6 ESSAI OEDOMETRIQUE Norme NF P 94-090-1 A. BUT DE L’ESSAI : La manipulation a pour but de déterminer les caractéristiques de compressibilité d’un sol qui permettent d’estimer le tassement d’un massif de sol, par exemple sous une fondation superficielle : F Sous l’effet des charges appliquées, le sol va se déformer : il va subir un tassement. Pour en évaluer l’ampleur, on reproduit le phénomène au laboratoire. On placera l’échantillon dans une enceinte cylindrique empêchant toutes déformations latérales lors d’un chargement par pallier Sol σv σh . sur le tassement final ? Laquelle ? On suppose donc que dans le sol, les déformations horizontales sont nulles !!! 1 La possibilité de déformations latérales qui existent in situ a t’elle une influence 2 Lorsque la surface chargée est de grande dimension par rapport à l’épaisseur de la couche compressible, les conditions de l’expérience oedométrique représententelles bien la réalité ? Donner des exemples concrets. B. LE SOL : Ce sont des mélanges de solide, d’eau et de gaz. Les sols présentant de forts tassements sont les sols saturés. On fera donc les essais en milieu saturé. Temps t=0 F F F t = tf = t 100 Les contraintes s’appliquent d’abord à l’eau puis après dissipation des surpressions, au squelette solide. C’est le phénomène de consolidation σ '= 0 u=0 u = 20 σ '= 0 σ '= 5 u = 15 σ ' = 20 u= 0 3 Pour notre essai, nous utiliserons du sable. Quel est l’intérêt de ce matériau par rapport à l’argile pour cette manipulation ? Quel est l’inconvénient ? Nota : En pratique dans le cas des sols fins (argiles, limons), l’échantillon est taillé dans des carottes soigneusement prélevées sur le site. Année universitaire 2006-2007 Paillier C. IUT St Pierre –Département Génie civil Déterminer (à l’aide d’une balance de précision) le poids : . disques drainants inférieur et supérieur (pierres poreuses).du piston et du disque drainant supérieur (en N) . [1.UE2 MODULE G1 Travaux pratiques de géotechnique ESSAI OEDOMETRIQUE Page 2 / 6 C. Placer successivement les 2 disques drainants puis le piston dans le moule oedomètrique. puis déterminer au pied à coulisse la hauteur (en mm) du piston au dessus du moule (« hauteur avant remplissage »). on va définir le module oedométrique: Eoed exprimé en mPa ou kPa (voir définition p 20 annexe A de la norme NF P 94-110) 4 Ce module n’est pas une constante. Expliquer par un schéma mécanique le fonctionnement du bâti d’application des forces. piston. En déduire la relation entre la contrainte appliquée sur l ‘échantillon par l’intermédiaire du piston et le poids placé sur le plateau du bâti de chargement.(2ν2 / (1 –ν)] avec ν = 0. quelle est la différence entre le module d’Young et le module oedométrique ? 6 Calculer le rapport entre Eoed et E pour un sol ? Expliquez pourquoi le module E est plus faible que Eoed . c. PRINCIPE DE L’ESSAI : y x F z σ y= F / S εy = Δh / ho εx = 0 Le sol est placé dans une enveloppe rigide. PREPARATION DE L’ESSAI : a. disques drainants et piston » (en N).33 (Coefficient de Poisson pour les sols) : 5 Compte tenu des conditions de l’expérience oedométrique. d. Δh S Par analogie avec le module d’Young E (théorie de l’élasticité linéaire). De quoi dépend t’il ? On peut admettre en première approximation pour les sols la relation suivante entre E et Eoed : E = Eoed . On détermine ainsi la relation entre les contraintes effectives et les déformations verticales. Toutes ces valeurs devront être précisées sur la feuille d’identification fournie. Mesurer le diamètre intérieur D0 du moule (en mm). Repérer sur un schéma les différentes pièces constituant la cellule oedomètrique : moule. D. Pourquoi le bras mobile doit-il être horizontal en début d’essai? f. e.de l’ensemble « moule. on exerce sur sa partie supérieure une pression variable à l’aide d’un piston et on mesure les affaissements observés après stabilisation. Année universitaire 2006-2007 Paillier C. ho εz = 0 IUT St Pierre –Département Génie civil . b. orifices de drainage…. 20 .4 mm b. e. Déterminer les caractéristiques après saturation (et avant chargement) de l’éprouvette de sable. Nettoyer le moule. sable sec et piston ». i. Effectuer ensuite le cycle de déchargement suivant le même processus jusqu’à 5 kg. L’échantillon est alors prêt pour l’essai oedométrique. Attendre la stabilisation du comparateur. Mettre en place le disque drainant inférieur au fond du moule c. e. b. REALISATION DES ESSAIS : 1. Préparer 2 moules suivant les indications du §E 2. Remplir le moule avec du sable sec (attention : ne pas dépasser les orifices de drainage) d.UE2 MODULE G1 Travaux pratiques de géotechnique ESSAI OEDOMETRIQUE Page 3 / 6 E. 40 kg. décharger et noter le tassement résiduel ΔH. Mettre en place le moule sur le bâti de consolidation et placer l’étrier de chargement. AVANT SATURATION : a. Démonter puis peser immédiatement l’éprouvette de sol. le tassement ΔH (en mm) en fonction du temps (voir tableau de mesure fourni) jusqu’à stabilisation du comparateur (on considère que le tassement est terminé lorsque les deux dernières mesurent différent de moins de 5/1000ème). 10 . En déduire la hauteur initiale de l’échantillon sec (notée Hd). Année universitaire 2006-2007 Paillier C. (précisées dans le tableau d’identification fourni en annexe). SATURATION DE L’EPROUVETTE DE SABLE g. f. Après stabilisation. disques drainants. Déterminer le poids de l’ensemble « moule. Régler l’horizontalité du bras de levier puis placer le comparateur. c. 5 . faire une lecture du comparateur ΔH et en déduire la hauteur initiale de l’échantillon saturé (notée Hi). Préparer environ 500g de sable sec tamisé à 0. j. G. h. k. Araser avec soin la surface du matériau et placer le disque drainant supérieur. En déduire la hauteur Hi de l’échantillon saturé. Réinitialiser le comparateur puis réaliser alors l’essai suivant le mode opératoire du §F. IUT St Pierre –Département Génie civil . MISE EN PLACE D’UN ECHANTILLON DE SABLE FIN : Rappel : Reporter vos mesures dans le tableau d’identification fourni en annexe. Puis effectuer à nouveau un cycle de chargement jusqu’à 80 kg d. Régler le comparateur à zéro puis saturer très lentement l’échantillon (le sable ne doit pas s’écouler par les orifices de drainage supérieurs). Vérifier son horizontalité par 3 mesures au pied à coulisse et mettre en place le piston. Réinitialiser le comparateur. Déterminer sa teneur en eau. 3 . Déterminer au pied à coulisse la hauteur (en mm) du piston au dessus du moule (« hauteur après remplissage »). MODE OPERATOIRE DE L’ESSAI OEDOMETRIQUE: a. 1er MOULE : réaliser l’essai suivant le mode opératoire du §F 3. en chargeant progressivement jusqu'à une charge de 10 kg. 2 . 2ème MOULE : effectuer une pré-consolidation préalable. Commencer le cycle de chargement en plaçant successivement sur le plateau les poids fendus 1 . Noter après chaque application de charge. F. En déduire le poids du sol sec (notée Ws). La fondation superficielle d’une culée d’un pont applique sur une couche saturée de sable d’épaisseur 10m une contrainte de 400 kPa.1er MOULE : e = ( S ( Hi –ΔH – Hp)) / Hp . γs puis calculer sa valeur (prendre γs = 26.UE2 MODULE G1 Travaux pratiques de géotechnique ESSAI OEDOMETRIQUE Page 4 / 6 H. 2. Estimer son tassement si l’épaisseur de la couche saturée de sable est de 10 mètres. - Tracer la courbe e = f (Log σ') Estimer à l’aide d’une méthode graphique. 4. donc Au cours de l’essai : Vs est CONST ANT. .2ème MOULE : 1. l’état de consolidation de la couche de sable en supposant que l’échantillon a été prélevé au milieu de la couche.1 . Calculer les indices Cc et Cg. 7. Année universitaire 2006-2007 Paillier C. Estimer son tassement final à partir de Cc et Cg. 2. S = H -1 Hp Hauteur avant chargement 7. 6. 5.Montrer que Hp = Tassement Hauteur absolue des grains seuls (hauteur des pleins) Ws S . 3. Comparer les courbes oedométriques des deux essais.5 kN/m3) 7.3 . Déduire de l’essai. On adopte en général la représentation : e = f(log σ') 1.Calculer alors l’indice des vides e pour chaque valeur de la charge. .Calculer les indices Cc et Cg.2 . Quelle est la valeur de Eoed (module sécant) dans cette hypothèse ? Calculer alors le module d’élasticité E et comparer sa valeur à celles de matériaux connus.. 4. Quel est son intérêt ? La comparer avec la pression de consolidation effectivement appliquée. Rappel : e = Vv / Vs. la contrainte de pré-consolidation σ'p du sol. Commentaire. EXPLOITATION DES MESURES: Calculer les contraintes effectives σ' appliquées à l’échantillon Tracer la courbe : ΔH / Hi = f(σ') Le comportement du matériau est-il élastique ? et linéaire ? Eoed est-il constant ? La fondation superficielle d’une culée du pont applique sur un sable de même nature une contrainte verticale de 400 kPa.Tracer la courbe e = f (Log σ') . 3. Commenter. Comment évolue le module Eoed avec la charge ? 7.Comment caractériser géométriquement cette courbe ? . IUT St Pierre –Département Génie civil . détails de calculs. Année universitaire 2006-2007 Paillier C. commentaires et conclusion. Toutes les réponses. Le mode opératoire. barème : QUESTIONS Essais réalisés objectifs des essais description matériel et essais description du mode opératoire remarques sur les problèmes rencontrés Schéma du moule oedométrique schéma de fonct du bâti fiche d'essais complète Essais réalisations conformes Essai oedométrique Note/ Barême observations ESSAI éprouvette 1 éprouvette 2 éprouvette 1 éprouvette 2 6 6 présentation générale (sommaire. Les procès verbaux d’essais (voir modèle en annexe) L’exploitation des mesures (courbes avec échelle adaptée. L’utilisation d’un tableur est conseillé. orthographe. grammaire…) SOUS TOTAL observation générale NOTE = QUESTIONS SOUS TOTAL masse du piston calcul des contraintes effectives courbe : Δh / hi = f( σ' ) MOULE 1 élastique ? Linéaire ? E'oed constant calcul du tassement d'une fondation calcul de E'oed calcul de E comparaison évolution de E'oed avec la charge calcul de hp courbe oedométrique indice Cc et Cg MOULE 2 courbe oedométrique Contrainte de préconsolidation et intérêt comparaison avec 200 Kpa (10 KG) indice Cc et Cg état de consolidation du sol tassement final comparaison entre les 2 essais conclusion générale SOUS TOTAL 1 2 3 4 5 EXPLOITATION 10 4 /20 CR RENDU LE……. pagination. IUT St Pierre –Département Génie civil . COMPTE RENDU ET BAREME : Etablir un compte rendu complet et paginé comprenant en particulier : Un sommaire La présentation des objectifs Une description succincte du matériel et des essais réalisés. Les problèmes rencontrés et vos observations.UE2 MODULE G1 Travaux pratiques de géotechnique ESSAI OEDOMETRIQUE Page 5 / 6 I. tableaux de résultats). IUT St Pierre –Département Génie civil .UE2 MODULE G1 Travaux pratiques de géotechnique ESSAI OEDOMETRIQUE Page 6 / 6 Année universitaire 2006-2007 Paillier C.