Minéralogie et structures des sols

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Cours CTN 504
Mécanique des sols
L i L i , ing., Ph.D
Professeur en géotechnique
Département de génie de la construction
Bureau: A-1484
Courriel: [email protected]
Éteindre vos cellulaires, SVP!
Partie 1: Minéralogie et structures
des sols
Partie 2: Compactage
Partie 1: Minéralogie et
structures des sols
Argiles et les sols fins
Une argile peut signifier un minéral argileux ou un sol argileux.
Dans le deuxième cas, il peut être un sol purement argileux, ou
simplement un sol qui contient des minéraux argileux ou tout autre
minéral.
Les sols fins:
 Argiles: plastique et cohérent.
 Silts: sols granulaires, pulvérulent et non plastique.
 Farine de roche: pulvérulents et non plastique.
 Rejets de concentrateurs (tailings), un "sol" anthropique très
particulier: avoir certaine cohésion, mais très difficile de mesurer
les limites de liquidité et de plasticité.
Comportement des sols contenant de l'argile
Le moindre trace de minéraux argileux peut modifier
considérablement les propriétés et le comportement d'un sol.
L'influence de la portion argileuse sur le comportement du sol
augmente d'une façon proportionnelle avec le pourcentage de l'agile.
Lorsque la portion d'argile dépasse 50%, le sol est considéré comme
un sol fin. Les grains de sable et de silt ont peu d'influence sur le
comportement du sol.
Pourquoi si différents entre les argiles et les silts?
Le différent comportement entre l'argile et le silt est relié à la
différence des compositions minéralogiques et les formes des
particules entre les deux types de sols.
Les silts sont constitués des particules tout petits des roches
désintégrées, comme celles des sables et des graviers. Ils possèdent
alors les mêmes formes et compositions minéralogique que les
sables et les graviers.
Or, les minéraux argileux sont les résultats de décomposition et
d'altération chimique des minéraux rocheux. Par conséquent, les
tailles et les formes des particules des minéraux argileux sont
complètements différents des autres.
Les minéraux argileux
Dans la nature, il y a unes douzaine de minéraux argileux identifiés
jusqu'à maintenant.
Dans le livre, les minéraux argileux suivants ont été présentés:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Kaolinite
Illite
Montmorillonite (appelé aussi smectite ou bentonite)
Chlorite
Gibbsite
Brucite
Holloysite
Vermiculite
Attapulgite
Allophane.
Les trois premiers sont les plus courants rencontrés en géotechnique.
Structures des minéraux argileux
Les substances cristallines des minéraux argileux ressemblent à de
minces plaques ou plaquettes qui sont un empilement de feuillets en
tétraèdre de silice ou en octaèdre d'alumine.
Feuillets en tétraèdre de silice
atome de
silicium
atome d'oxygène
Les atomes d'oxygène à la base de chaque
tétraèdre sont reliés et forment la structure
en feuillets.
Les sommet des atomes d'oxygène ne sont
pas jointifs et pointent tous dans la même
direction.
Présence des trous en forme d'hexagone au
centre des feuillets.
Feuillets en octaèdre d'alumine
hydroxyles ou
atome d'oxygène
atome
d'aluminium,
de magnésium,
de fer, ou autre
élément
L'agencement des octaèdres forme la
structure en feuillets.
Les rangées d'atomes d'oxygène ou
d'hydroxyle dans le feuillet se trouve sur deux
plans.
La substitution de différents cations dans le
feuillet est l'origine de différents minéraux
argileux.
Kaolinite
La kaolinite est considéré comme un minéral d'argileux 1:1 parce qu'elle est constituée d'une
succession de couches alternées de feuillet en tétraèdre de silice et de feuillets en octaèdre
d'aluminium.
Les deux feuillets sont liés de telle manière que les sommets du feuillet de silice et ceux d'une
couche du feuillet en octaèdre ne forme qu'une seule et même couche. Les couches de base
successives sont maintenues ensemble par les liens d'oxygène entre les hydroxyles du feuillet en
octaèdre et les atomes d'oxygène du feuillet en tétraèdre.
Les liens d'hydrogène sont
très forts et empêchent
l'hydratation, ce qui permet
un empilement (70 à 100)
relativement important de
couches et la formation d'un
cristal de dimension assez
grande.
La kaolinite est une argile
peu active (Ac = 0.33 à 0.56)
et peu gonflante.
Montmorillonite
La montmorillonite est considéré comme un minéral d'argileux 2:1 parce que le feuillet en
octaèdre d'aluminium se trouve entre deux feuillets de silice. Les sommets des tétraèdres se
confondent avec les hydroxyles du feuille en octaèdre pour ne former qu'une seule couche.
Les force de Van der Waal qui soudent les sommet des feuillets de silice sont faible; cela se
traduit par une déficience en charge négative nette dans le feuillet en octaèdre. Pour cette
raison, les ions échangeables peuvent pénétrer dans la structure et séparer les couches. Les
cristaux de montmorillonite ont une forte affinité avec l'eau.
Elle est la principale composante des boues de forage. La
montmorillonite sodium (Bentonite) est utilisée pour
fabriquer des géosynthétiques bentoniques.
Dans les provinces de l'ouest, les schistes bentonitiques
provenant des formation du Crétacé des plaines intérieures
fournissent des minéraux argileux actifs qui engendrent des
gonflements et des retraits réversibles considérables dans les
argiles d'anciens lacs glaciaires de grandes étendues. Les
dépôts argileux autour du Lac d'Agazziz près de Winnipeg et
autour du Lac Régina proche de Régina sont exemples de tels
dépôts.
Illite
L'illite a aussi une structure de 2:1 comme la montmorillonite. Par contre, les espaces entre
les couches sont reliés par un atome de potassium. Le diamètre du trou exagonal dans le
feuillet de slice correspond exactement à l'atome de potassium, qui, en le comblant, crée un
lien très fort entre les couches.
Chlorite
La chlorite est relativement fréquente dans les sols argileux. Elle a une structure de 2:1:1, sot un
feuillet de silice, un feuille d'aluminium, un autre feuillet de silice et finalement un feuillet de
gibbsite (Al) ou de brucite (Mg).
La chlorite est une autre argile gonflante, étant donné que l'eau peut pénétrer dans les couches.
Mais, elle est moins active que la montmorillonite.
L'illite et les micas chloritiques sont les
minéraux dominants dans de nombreux dépôts
lacustres et tills glaciaires provenant de
sédiments anciens d'origine marine. Les sols
formés de ces minéraux sont généralement
considérés non gonflants. Il peuvent présenter
un retrait appréciable au séchage si leur indice
des vides initial est élevé. C'est le cas des
argiles de la mer de Champlain (ou argiles de
Leda) de la vallée de l'Outaouais et des BassesTerres du Saint-Laurent à l'Est du Canada
Identification des minéraux argileux
Technique 1: Diffraction des rayons X
Les technique de la minéralogie optique ordinairement utilisées en géologie ne s'appliquent
pas.
Les matériaux d'une structure cristalline répétée difractent les rayons X.
Des minéraux de structures cristallines différents présentent des spectres de diffraction des
rayons X différents.
Il suffit de comparer les spectre de diffraction de minéraux inconnus avec ceux des minéraux
connus.
Technique 2: Méthode de Casagrande
Cette technique consiste à mesurer les limites d'Atterberg.
L'abaque de plasticité de Casagrande donne autant de renseignements pertinents que
n'importe quelle analyse de haute précision.
Identification des minéraux argileux par les limites d'Atterberg
argile marine
de Scandinavie
e.g., argile glaciaire
provenant de la région
périphérique des
Grands Lacs aux ÉtatsUnis et au Canada
Surface spécifique
E
L
L
2 L  4L  E 
2
S 
L E
2

2
E

4
L
Influence de tailles des grains: si E = L (un cube), S = 6/L. Cela veut dire que la
surface spécifique est inversement proportionnelle à la dimension des grains.
Influence de forme de grain: si L = 1, S = 4+(2/E). Cela veut dire que la surface
spécifique est aussi inversement proportionnelle à l'épaisseur des grains.
Application de la notion "Surface spécifique"
Quand la surface spécifique est plus grande,
1) plus d'eau nécessaire pour mouiller toutes les surfaces des grains.
2) teneur en eau plus élevée si saturé
3) capillarité plus grande si partiellement saturé
La surface spécifique, une notion très importante dans la conception de mélange
de béton ou d'asphalte.
Surface spécifique des argiles communes
Eau adsorbée des argiles
Dans la nature, les cristaux d'argile sont
normalement toujours entourés d'une
couche d'eau, appelé eau adsorbée.
Montmorillonite: très active, très
plastique, très grand potentiel de
gonflement et de retrait
Mécanisme chimique d'eau adsorbée autour
d'un particule d'argile (tiré de McCarthy 2002)
Structure des sols et arrangement des particules
Sols cohérents:
- Forces agissant entre les particules
- Arrange géométrique des grains minéraux
d'un sol.
Sols pulvérulents:
- Structure et arrangement des particules.
structure
méta stable
(e.g. lœss)
•
Indice de densité relative (ID)
– En fonction de e
ID 
où
e m ax  e
e m ax  e m in
 100 (% )
emax = indice des vides maximal qui correspond à l'état le
plus lâche d'un sol.
emin = indice des vides minimal qui correspond à l'état le plus
dense d'un sol.
– En fonction de rd
Valeurs typiques des indices des vides et des poids volumique des sols
pulvérulents (tiré de Aubertin 2010)
Partie 2: Compactage
Introduction
Le compactage est la densification des sols par application d'énergie
mécanique.
Les sols pulvérulents sont compactés efficacement par vibration.
Le compactage vise à améliorer la qualité des sols dans les aspects
suivants:
• réduire ou éliminer le risque de tassement excessif
• augmenter la résistance des sols
• limiter les variations de volume indésirables causées, par
exemple, par l'action du gel, le gonflement et le retrait.
Théorie du compactage
Proctor a démontré que le compactage est fonction de quatre
variables:
• Masse volumique du sol sec, rd;
• Teneur en eau, w;
• Énergie de compactage;
• Type de sol (granulométrie, présence d'argile, etc).
Sur le terrain, l'énergie de compactage correspond au nombre de
passage d'un rouleau d'un certain type et de poids donné, sur un
volume de sol déterminé.
En laboratoire, on utilise le compactage par impact (dynamique), par
pétrissage et par pression statique.
Essai de Proctor normalisé (Norme No D-698 de l'ASTM)
Le procédé consiste à faire chuter un marteau de 2.459 kg (5.5 lb) d'une
hauteur de 304.88 mm (1 pi).
On dispose le sol en 3 couches dans un moule d'une capacité d'environ
1 litre (0.94410-3 m3 ou 1/30 pi3), chaque couche reçoit 25 coups.
L'énergie spécifique du compactage est calculée comme suit:
2
E 

Énergie
3 couches 
25 coups mv / 2
couche

V
coup
75
m
2 Hg
2

V
75  2 . 495 kg  9 . 81 m / s  0 . 3048 m


2

V
75 mgH
V
2

0 . 944  10
3
m
3
 592 . 7  10 J / m  592 . 7 kJ / m
3
3
3
Courbe de compactage
Application de la norme de Proctor
En suivant la norme de Proctor, on
compacte quelques échantillons
d'un même sol à des teneurs en eau
différentes. La masse totale, le
volume total et le teneur en eau de
chaque échantillon sont mesurés. La
masse volumique totale et la masse
volumique du sol sec peuvent être
obtenues:
masse volumique
maximale du sol sec, rmax
teneur en eau
optimale, wopt
Courbe de compactage (suite.)
En suivant la même procédure de
Proctor, mais avec des variations, on
peut obtenir d'autres courbes de
compacte.
La connexion des pics de chaque
courbe de compactage forme la
ligne des optimum du sol donné.
Valeurs typiques:
rd max = 1600 ~ 2000 kg/m3
wopt = 10% ~ 20%
Courbe de compactage (suite..)
Courbes des optimum du sol donné:
Sr 
w
Vw
V w  S rV v
Vv
M
w
M
s

Vw r w
Vs r s
 S rV v r w

Vs r s
Vv 
rd 

M

s
Vt
w
M
s
wV s r s

Srrw
r sV s
Vs  Vv
r sV s
Vs 
M
wV s r s
Srrw
rs

1
w rs
Sr rw

Srrw
rw
rs
Sr  w
Essai de Proctor modifié
(Norme No D-1557 modifié de l'ASTM)
Le procédé consiste à faire chuter un marteau de 4.536 kg (10 lb) d'une
hauteur de 457 mm (1.5 pi).
On dispose le sol en 5 couches dans un moule Proctor (soit, une
capacité de 0.94410-3 m3 ou 1/30 pi3), chaque couche reçoit 25 coups.
L'énergie spécifique du compactage devient:
2
E 

Énergie
5 couches 
25 coups mv / 2
couche

V
coup
125
m
2 Hg
2

V
125  4 . 536 kg  9 . 81 m / s  0 . 457 m


2

V
125 mgH
V
2

0 . 944  10
3
m
3
 2692 . 8  10 J / m  2692 . 8 kJ / m
3
3
3
Résultats typiques de compactage des sols
suivant l'essai Proctor normalisé
- Influence des
granulométries des sols
pulvérulents
- Influence de la plasticité
des sols cohérents
Comparaison des sols compactés
au laboratoire et sur le terrain
Pourquoi le pic sur les courbes de compactage
w ≤ wmax:
L'eau joue le rôle de
lubrifiant et facilite le
déplacement et
l'orientation des grains
pour former une structure
plus dense.
w > wmax:
L'eau remplace les
particules fines;
Saturation et pression
interstitielle excessive
instantanée empêche la
densification
(consolidation).
wopt
Influence de compactage sur les propriétés des sols
cohérents
Influence sur la perméabilité
La figure montre que la perméabilité diminue à mesure que la teneur en
eau augmente et ce, jusqu'à ce qu'elle atteigne une valeur maximale
approchant de l'optimum.
Cette figure monte aussi que
la perméabilité à l'issue du
compactage du côté sec est
supérieure à celle du côté
humide.
Influence sur la compressibilité
À des niveaux de contraintes
relativement faibles, les argiles
compactées du côté humide de
l'optimum sont plus
compressibles.
À des niveaux de contraintes
élevée, les argiles compactées
du côté sec de l'optimum sont
plus compressibles.
Influence sur le gonflement
Le gonflement des argiles compactées est plus important si elles se
trouvent du côté sec de l'optimum: elles ont un déficit plus marqué en
eau, ce qui confère une capacité d'adsorption plus grande et les faire
gonfler davantage.
ligne de
gonflement
Influence sur le retrait
Par rapport au gonflement,
c'est exactement l'inverse
qui se produit pour les
caractéristiques de retrait
puisque ce sont les sols
compactés du côté humide
de l'optimum qui
présentent la plus grande
susceptibilité au retrait.
Influence sur la résistance
En général, les échantillons compactés du côté sec de l'optimum sont
plus résistants que les échantillons compactés du côté humide.
Du côté humide de l'optimum, les résistances sont sensiblement égales.
Une argile silteuse compactée par pétrissage à 3 niveaux d'énergie
Influence sur la résistance (suite)
résistance
CBR 
résistance
d' un échantillo
d' un échantllon
CBR (California Bearing
Ratio), indice portant
californien: un essai
couramment utilisé pour
la conception de pavage.
L'essai consiste à pénétrer
un piston d'environ 5 cm
de diamètre dans la
surface d'un échantillon
compacté.
n du sol
- étalon de pierre concassée
Matériels et méthode de compactage sur le terrain
• Banc d'emprunt: site où on cherche les matériaux de remblai (appelé
matériaux d'emprunt).
• Matériels pour l'excavation du
matériau d'emprunt:
–
–
–
–
–
rétrocaveuses
chargeuses frontales
pelles en butte
draglines
décapeuses autopropulsées
Transport des matériaux d'emprunt
• Pour des raisons d'économie, l'entrepreneur essaie habituellement
d'étendre le matériaux d'emprunt en même temps qu'il décharge les
véhicules.
• Si la teneur en eau du matériau d'emprunt n'est pas appropriée, il
faut le mouiller ou le sécher.
• Dans la mesure du possible, l'entrepreneur fait circuler l'équipement
sur le sol non compacté afin de réduire la quantité d'énergie
nécessaire au compactage.
Nivellement des matériaux d'emprunt
• Une fois le matériau d'emprunt est dans la zone de remblai, le sol
doit être étendu en couche jusqu'à l'obtention de l'épaisseur voulue.
• Cette épaisseur peut varier de 150 à 500 mm, dépendamment du
type de compacteur utilisé et de la dimension des agrégats à
compacter.
Compacteurs
Quatre types de compacteur principaux selon leur action de
compactage:
1. Compacteur au compactage par pression
2. Compacteur au compactage par impact
3. Compacteur au compactage par vibration
4. Compacteur au compactage par pétrissage
Compacteurs
Les compacteurs compactent les sols en appliquant une ou la combinaison des actions
suivantes:
 pression
 impact
 vibration
 pétrissage
Rouleau à pneus multiples
Pression de contact: ~700 kPa
Usage: compacter les remblais
autoroutiers en matériaux granulaires ou
cohérents et les remblais de barrages en
terre.
Rouleau à tambour lisse
Pression de contact: ~380 kPa
Application: tous les types de sol, sauf sols
rocheux
Usage principal: conditionner les
infrastructures de routes et pour compacter
les pavages d'asphalte
Compacteurs (suite.)
Rouleau à pieds de mouton
Pression appliquée par chaque saillie:
1400 ~7000 kPa
Usage: uniquement sur les sols cohérents.
Rouleau à saillies multiples
Pression appliquée par chaque saillie:
1400~8400 kPa
Usage : sur les sols à grains fins.
Compacteurs (suite..)
Rouleau à grillage
Pression appliquée: 1400 ~6200 kPa
Usage: principalement sur les sols
rocheux, les graviers et les sables.
Rouleau à tambour lisse vibrant
(voir Tableaux 5.2 et 5.3 pour plus de
détails)
Influence de la fréquence de vibration:
Fréquence optimale
Effet de vibration sur le compactage
Influence du nombre de passage
et de la vitesse de déplacement
d'un rouleau
Influence de l'épaisseur du remblai
sol décompacté
Résumé des matériels de compactage
en fonction de la nature des sols.
D'autres techniques de compactage
Lorsque le dépôt de sol problématique est trop épais, la densification à l'aide d'un rouleau
vibrateur est souvent insuffisante. D'autres techniques doivent être engagée:
 Excavation et remplacement des sols
 Sautage (limité à des régions éloignées des urbains
Compactage dynamique
 Vibro-flottations
 Compactage dynamique
Profondeur d'influence:
1
D 
Wh
2
W = masse tombante en tonnes
h = hauteur de chute en mètres.
Spécification et contrôle du compactage sur le terrain
Les phases habituelles de conception et de construction sont les
suivantes:
1) Effectuer des essais de laboratoire sur des échantillons du matériaux d'emprunt
pour définir les propriétés nécessaire à la conception;
2) Établir le devis de compactage et spécifier les essais de contrôle du compactage sur
le terrain;
3) Effectuer des essais de contrôle sur le terrain.
Deux catégories de spécifications de base pour les travaux de terrassement:
 Spécifications du produit fini;
 Spécifications de la méthode employé.
Spécifications du produit fini
C'est le cas dans la plupart des projets de construction de routes ou de bâtiments.
Dans cette méthode, on ignore la moyenne et les matériels utilisés par l'entrepreneur
tant que ce-dernier se conforme aux exigence relatives au produit fini.
Dans ce cas, on spécifie une compacité relative ou pourcentage de compacité, défini
comme suit:
CR 
r d site
r d m ax
 100 %
où rd site = masse volumique du matériau sec sur le terrain;
rd max = masse volumique maximale du matériau sec obtenue en laboratoire à l'aide
d'un essai normalisé.
Indice de densité, Id, versus compacité relative, CR
L'indice de densité ne s'applique qu'au sols granulaires.
La norme No D-4253 de l'ASTMC suggère de:
― N'utiliser l'indice de densité que si le sol contient moins de 12% de particules fines
(passant le tamis no 200);
― Utiliser la compacité relative dans le cas contraire.
Remarques dans les spécifications du produit fini
L'entrepreneur cherche toujours la rentabilité en utilisant les méthodes de
compactage les plus efficaces.
Le graphique montre que l'objectif de CR = 90%
peut être atteint à partir de différents niveaux
d'énergie.
Supposons que la courbe no 1 correspond au
niveau d'énergie fournie par le matériel existant.
On voit que le teneur en eau doit se trouver à
l'intérieur des points a et c. Sinon, il est difficile,
même impossible d'atteindre l'objectif de CR =
90%.
C'est pourquoi il est nécessaire d'humidifier ou
d'assécher le sol avant le compactage.
Remarques dans les spécifications du produit fini (suite.)
Sur le plan économique, l'entrepreneur pourrait déterminer la teneur en eau dont la
valeur optimale est le point b.
En ajoutant une marge de main-d'œuvre, l'énergie fournie devrait être un peu plus
élevée (courbe no 2). La teneur en eau souhaitable sera à l'intérieur des points d et b.
Il s'agit alors d'un compactage du côté humide de
l'optimum:
• Résistance plus faible
• Susceptibilité de retrait plus élevée.
Si ce n'est pas ce que vous attendez, vous devez
préciser la teneur en eau, en sachant que la
perméabilité sera plus faible mais le gonflement
sera plus élevé si le sol est compacté du côté sec
de l'optimum.
C'est pourquoi, il ne faut pas préciser
uniquement la compacité relative (CR) comme
exigence de compactage.
e
d
Remarques dans les spécifications du produit fini (suite..)
Surcompactage
Ce graphique montre qu'une masse volumique spécifiée
peut être obtenue avec une teneur en eau plus élevée
pourvu que l'énergie fournie soit plus grande.
L'augmentation de l'énergie peut se faire en augmentant le
nombre de passage ou le poids du rouleau.
Cependant, les courbes d'essais CBR indique qu'une
résistance moindre sera obtenue avec des énergies de
compactage plus élevée du côté humide de l'optimum.
Cet effet est connu sous le nom de surcompacatge.
En résumé sur le surcompactage:
- Cause: sol trop humide et énergie trop élevée (rouleau
trop lourd et/ou nombre de passage excessif).
- Signe: pompage des particules fines vers la surface au
passage du rouleau.
Spécifications de la méthode employée
Dans cette catégorie de devis, l'ingénieur doit préciser le type et le poids du rouleau à
utiliser, le nombre de passages ainsi que l'épaisseur des couches de sol et même
parfois la grosseur maximale des granulats.
À noter que si les propriétaires ou leur ingénieur-conseil est responsable des
spécifications de la méthode employée pour la qualité du terrassement, c'est
l'entrepreneur qui est responsable de l'obtention de la compacité visée en fonction du
produit fini. Advenant le cas où les essais de contrôle effectués par l'ingénieur ne
répondent pas à certaines normes, l'entrepreneur sera dédommagé des passages
additionnels à effectuer.
Cela signifie que l'ingénieur doit connaître bien les propriétés des sols d'emprunt et
pouvoir évaluer le nombre de passages nécessaires avec un type de rouleau donné. La
mise en place de remblais d'essai pourrait être nécessaire. Cela ne peut être justifié
que pour de grands projets de compactage même celle-ci pourrait permettre de
réaliser des économies considérables au cours des travaux de terrassement en
éliminant la plus grande partie des incertitudes liées au compactage.
Contrôle de la qualité du compactage sur le terrain
Les spécifications typiques exigent qu'un nouvel essai de masse volumique in situ:
 tous les 1000 à 3000 m3 de remblai;
 lorsque le matériau d’emprunt change significativement.
Il est aussi suggéré de faire les essais de masse volumique in situ à une profondeur
minimale d'une ou de deux couches compactées au-dessous de la surface, en
particulier dans le cas de matériaux granulaires ou lorsque des rouleaux à pieds de
mouton sont utilisés.
Sur le terrain, les essais de contrôle peuvent être fait d'une façon destructive ou non
destructive.
Essais destructifs
Le procédure consiste:
1. Creuser un trou dans le sol compacté;
2. Déterminer la masse totale, Mt, et la
teneur en eau, w, du sol du matériau
excavé
3. Mesurer le volume du matériau excavé, Vt.
4. Calculer la masse volumique totale:
r = Mt/Vt.
5. Calculer la masse volumique du remblai
sec: rd site = r/(1+w).
6. Calculer la compacité relative:
CR = rd site/rd max.
À observer pendant les essais: Arrêter tout
matériel vibrant à proximité de l'endroit
d'essais, sous peine de sous estimer la
compacité relative du sol compacté.
Mt = 1590 - 125 = 1465 g
Vt = 1 288 000 - 538 000
= 750 000 mm3
Mw = 404.9 - 365.9 = 39.0 g
Ms = 365.9 - 122.0 = 243.9 g
Question (a): r d 
Question (b):
r
1 w

1950 kg / m
1  0 . 16
3
 1681 kg / m
La figure 5.1 donne rd max = 1870 kg/m3
CR 
r d site
r d max

1681 kg / m
3
1870 kg / m
3
 89 . 9 %
3
r 
Mt

Vt
1465 g
7 . 5  10 mm
5
 1 . 95  10
3
g / mm
 1950 kg / m
w
Mw
M
s

3
3
3
39 g
243 . 9 g
 16 %
Essais non-destructifs
Les essais non-destructifs ont gagné en
popularité à cause de leur rapidité (en général,
en quelques minutes).
Trois techniques nucléaires sont couramment
utilisées:
1. Méthode de transmission directe;
2. Technique de retour de l'onde;
3. Méthode de la poche d'air (utilisée lorsque
la composition des matériaux près de la
surface risque de fausser les mesures de
masse volumique.
Inconvénients:
• Coût initial du matériel requis élevé;
• risque potentiel d'exposition aux
radiations.
Informations très utiles dans la pratique
(Guides directives)
• Tableau 5.4 Propriétés géotechniques relatives aux fondations de
routes et de pistes d'atterrissage
• Tableau 5.5 Liste des propriétés géotechniques des sols compactés
utilisés dans les structures en terre
2e Devoir à remettre:
1. Faire une synthèse sur les 4 argiles couramment rencontrées. (40%)
2. Faire une synthèse sur l'influence de compactage sur les propriétés
des sols et ce, à partir d'uniquement de la présentation du cours
(Tableau 5.1 ne devrait pas être reproduit, sous peine de pénalité).
(40%)
3. Vérifier l'Exemple 5.2 et déterminer les épaisseurs maximales pour
les Figures 5.19b (5 passages), 5.19c (15 passages) et 5.19d (45
passages) pour obtenir un indice de densité de 75%. (20%)
Laboratoire obligatoire du jeudi 13 janvier
(Rapports à soumettre)
1. Limites d'Atterberg. (40%)
2. Cône suédois. (20%)
3. Essais Proctor. (40%)

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