EPFL TP n 3 Essai oedomètrique. Moncef Radi Sehaqui Hamza - Nguyen Ha-Phong - Ilias Nafaï Weil Florian
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- Jean-François Chartier
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1 1 EPFL 2010 Moncef Radi Sehaqui Hamza - Nguyen Ha-Phong - Ilia Nafaï Weil Florian 11
2 Table de matière Ø Introduction 3 Ø Objectif 3 Ø Déroulement de l eai 4 Ø Exécution de deux palier de charge 6 Ø Calcul de différent paramètre 11 2
3 Introduction Le terme «odomètre» déigne le appareil ervant à réalier de eai de compreibilité en laboratoire. Lor de ce TP, nou allon effectuer un eai oedomètrique afin de déterminer le comportement d un ol oumi à une augmentation de contrainte verticale. Ceci nou permet de déterminer le courbe de compreibilité et aini en déduire le taement d un maif de ol ou l effet d une charge quelconque. Ce tet de compreibilité par palier et depui de nombreue année reconnu comme l eai oedomètrique de référence. Objectif Détermination de paramètre uivant L'indice de vide initial de l éprouvette. La contrainte effective verticale de conolidation σp'. L'indice de vide in itu actuel et in itu. L'indice de compreion (chargement, courbe vierge) L'indice de gonflement (décharge) Le coefficient de conolidation cv. 3
4 Déroulement de l eai I. Matériel à dipoition Un appareil oedomètrique Le bâti permettant l application de contrainte La cellule oedomètrique Le dipoitif d application de la charge Le ytème de meurage Une balance compatible De outil néceaire au découpage et à la préparation de éprouvette Un chronomètre II. Mode opératoire Préparation de l éprouvette Nou plaçon l éprouvette à l intérieur de la bague, celle-ci et alor taillée avec oin aux dimenion de l enceinte oedomètrique. 4
5 Déroulement de l eai Cette éprouvette de ol et dépoée dan un cylindre métallique indéformable entre deux pierre poreue detinée à permettre la conolidation du ol par diipation de preion intertitielle. L'éprouvette et prélevée au moyen d'une troue coupante pui et placée ou eau de manière à éviter deiccation du ol. La preion et exercée par un piton mobile ollicitée par un ytème de mie en charge. Celle-ci exerce par palier en progreion géométrique. Pour chaque charge on meure le taement en fonction du temp. Pui lorqu on a atteint la tabiliation du piton, on meure l enfoncement au taement final correpondant. 5
6 Exécution de deux palier de charge Le paramètre ci-deou ont valable pour le deux palier. Mae brute (g) Tare (g) Mae nette W h (g) Diamètre bague (mm) Section échantillon S (mm 2 ) Hauteur bague (mm) (kn/m 3 ) w (kn/m 3 ) W at / Le formule utiliée pour la détermination de certaine valeur ont le uivante. De plu, nou avon que la teneur en eau de l échantillon et égale à la teneur en eau de celleci aturé, donc nou avon que = at. 1. Palier n 1 Temp () Temp (min) Racine du temp (min) Lecture Hauteur(mm) e (µm)
7 R 0 (µm) H 0 (µm) = at (kn/m 3 ) W (g) h (mm) Lecture en fonction du temp 50 kn/m A partir de ce donnée, on peut tracer la courbe de variation de hauteur de l échantillon en fonction de la racine carrée du temp écoulé. Enuite on trace la droite D 1 qui correpond à la partie linéaire du début de cette courbe. Cette droite coupe l axe de ordonnée en un point R A. Pui à partir de ce point, on trace une deuxième droite D 2 de pente 1,15 foi celle de D 1. L interection entre D 2 et l axe de ordonnée nou donne R B (90% de la conolidation primaire) et le temp correpondant t 90. Cette méthode graphique appelle la méthode de Taylor. Elle nou permet de trouver le coefficient de conolidation c v. R A (µm) R B (µm) R 100 (µm) T 90 (min) R!"" = R! R! R! 0.9 7
8 8
9 2. Pallier n 2 Temp () Temp (min) Racine du temp (min) Lecture (µm) Hauteur (mm) e R 0 (µm) H 0 (µm) = at (kn/m 3 ) W (g) h (mm) Lecture en fonction du temp 100 kn /m
10 Méthode de Taylor R A (µm) R B (µm) R 100 (µm) T 90 (min)
11 Calcul de paramètre Dan cette partie, de réultat d un eai oedomètrique ont fourni. Se baant ur ce réultat, nou allon calculer le paramètre uivant: 0 L'indice de vide initial de l éprouvette e = 1 h 0 h ω d at ω at 100 ω h h Pour le calcul de h, nou avon uivi le étape uivante. W W ω = W d = 1+ ω d at = (1 ) w + d ω h at w _ at ω ω = ω = ( ) ωat h 100 _ 1+ = at w 100 Et le valeur utiliée ont: Diamètre (mm) Section (mm 2 ) Volume (mm 3 ) (kn/m 3 ) w (kn/m 3 ) (kn/m3) W W On remplace le valeur obtenue dan l expreion de e 0 et on obtient: e 0 =
12 12
13 La contrainte effective verticale de conolidation Aprè avoir tracé la courbe d indice de vide en fonction du logarithme de la charge, et en e référant à cette dernière on détermine la contrainte effective verticale de conolidation σp' (elon la méthode de Caagrande). Tout d abord, on e place ur le point de la courbe où la courbure et maximale, et on trace l horizontale et la tangente paant par ce point. On contruit leur biectrice. On trace aui la tangente au point de la courbe correpondant à la charge de 1000 kn/m2. L abcie du point d interection entre cette dernière tangente et la biectrice et log (σ!! ). σ!! = KPa! Contrainte effective verticale initiale : σ Se calcule par la poition du forage, et la profondeur de la nappe phréatique. σ ' v = 1m + ( at w) 1m = valeur 13
14 Noton que cette contrainte effective correpond au changement de pente ur la branche upérieure du graphique précédant. Le ol dit ou-conolidé ont ceux pour lequel la contrainte effective verticale et upérieure à σ p (exemple vae récente). Le ol dit ur conolidé ont ceux pour lequel la contrainte effective verticale et inférieure à σ!! (exemple : ol ancien érodé). Le ol normalement conolidé ubient une contrainte effective verticale de l ordre deσ!!. Indice de vide in itu L indice de vide in itu et repréenté par l ordonnée du point K de la droite DL, ce dernier a pour abcie le log ( σ ' v ) 0 Indice de vide in-itu actuel L indice de vide in itu actuel et l indice de vide pour la contrainte actuel. Indice de compreion On trace la droite MB qui et la tangente à la charge 1000kN/m 2 de la courbe de compreibilité. L indice de compreion et alor la pente de la droite MN : C c - Δe = Δ logσ ' v Ce coefficient C c permet de calculer le taement total à long terme ou un état de charge donné en conidérant que pour de contrainte upérieure à la contrainte de conolidation, la variation (e, log σ ) et linéaire. Indice de gonflement L indice de gonflement correpond à la pente de la droite DL. C Δe = Δ logσ ' v 14
15 Contrainte Indice de vide mv mv*10 3 C c - C E E Le coefficient de conolidation C v. Il et néceaire de calculer le coefficient de conolidation C v car il permet de relier le temp de taement à l épaieur de la couche de ol. On le calcul comme uit : T C = v 90 v h t Pour le ca de charge σ = 500KN / m : R 0 (µm) h 0 (mm) h 90 C v mv k Pour le ca de charge σ = 1000KN / m : R 0 (µm) h 0 (mm) h 90 C v mv k Pour déterminer k, le coefficient de perméabilité, on utilie la relation uivante. k m 2 1 Cv = [ m ] v w 15
16 Concluion En guie de concluion, ce travail pratique et important dan le domaine du génie-civil dan le ca où le taement poe un grand problème de tabilité de tructure. Grace à l eai oedomètrique, nou avon pu tracer une courbe aini que de calculer différente valeur qui nou ont permi de comprendre le fonctionnement de ce tet aini que le comportement du ol lorqu il et oumi à un taement. 16
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