chap8_gotechnique routire

8. GEOTECHNIQUE ROUTIERE 8.4.1. LE "SOL" EN TANT QUE MATERIAU DE CONSTRUCTION

Fig. 8.4.1.a.

8.4.1. LE "SOL" EN TANT QUE MATERIAU DE CONSTRUCTION 4 questions: 1. Les terres déblayées (vol. CYDC ) ont-elles des caractéristiques valables pour être utilisées en remblai ? 2. Quelle compacité peut-on escompter de ces terres après les opérations de remblayage ? 3. Après remblayage de la dépression, y a-t-il risque de déformation (tassement) du terrain naturel BXC ? 4. Après déblai de la butte CYDC y a-t-il risque de déformation de la surface CD (tassement ou gonflement) ?

8.4.1. LE "SOL" EN TANT QUE MATERIAU DE CONSTRUCTION

8.4.1. LE "SOL" EN TANT QUE MATERIAU DE CONSTRUCTION

Trois nouvelles questions : 5. Quelle pente pr faut-il donner aux talus de remblai ? 6. Quelle pente pd faut-il donner aux talus de déblai ? 7. La stabilité des talus sera-t-elle assurée dans le temps, notamment en fonction des variations prévisibles du système triphasé solide-liquide-gaz ?

8.4.2. LE "SOL" EN TANT QU'ASSISE DE LA CHAUSSEE

Trois questions : 8. Quel sera le comportement mécanique du sol sous l'effet d'une ou plusieurs sollicitations dues au trafic ? 9. Quel sera le comportement mécanique du sol sous l'effet des variations de proportions du système triphasé solide-liquide-gaz et, cas limite, disparition de la phase gazeuse lorsque le sol est saturé d'eau ?

10. Quel sera le comportement mécanique du sol lorsque la phase liquide se transforme entièrement ou partiellement en phase solide

8.4.2. LE "SOL" EN TANT QU'ASSISE DE LA CHAUSSEE

La campagne géologique et géotechnique portera donc sur : • l'étude de documents existants • l'étude géologique et la visualisation du terrain • les essais géotechniques "in situ" • les essais géotechniques en laboratoire.

8.5.3. LES ESSAIS GEOTECHNIQUES "IN SITU" Rappel des données géotechniques conception d'un projet routier :

Problèmes 1. Fondations de remblais

2. Remblais

3. Déblais

4. Zones de captage

et

géologiques

nécessaires

Données à obtenir Identification - Poids volumique apparent Niveau de la nappe phréatique Compressibilité - Perméabilité Résistance au cisaillement Identification - Poids volumique apparent Teneur en eau Essais de compactage et de poinçonnement (Proctor, CBR) Essais de stabilisation Identification des sols - Teneur en eau Nature, pendage et altérabilité des couches géologiques Niveau de la ou des nappe(s) phréatique(s) Perméabilité des couches Résistance au cisaillement Etude particulière de la stabilité chimique des matériaux pour remblais Etudes détaillées de l'hydrogéologie

à

la

8.5.3. LES ESSAIS GEOTECHNIQUES "IN SITU"

Coupe stratigraphique

8.5.3.1.Les méthodes géophysiques La méthode sismique (ou sonique).

8.5.3.1.Les méthodes géophysiques Limitations de la méthode Le calcul est valable pour des couches parallèles ou des couches dont le pendage de la couche inférieure est connu

8.5.3.1.Les méthodes géophysiques Limitations de la méthode Si l'interface entre deux couches est tourmenté, le nombre de mesures sera fort important et on obtiendra un profil lissé

8.5.3.1.Les méthodes géophysiques Interprétation des résultats. La vitesse de propagation des ondes longitudinales dans un milieu solide quelconque répond à la relation :

V =

E

δ

.

1-σ (1+σ )(1- 2σ )

où E est le module d'élasticité et σ est le coefficient de Poisson, δ étant la densité. On peut donc admettre que le module d'élasticité est une mesure indirecte de la compacité et que la densité est liée à l'état de fracturation du matériau. La compacité et la fracturation fournissent une appréciation de la "rippabilité"

8.5.3.1.Les méthodes géophysiques Rippabilité en fonction de vitesse de propagation des ondes

8.5.3.1.Les méthodes géophysiques LA METHODE DE RESISTIVITE ELECTRIQUE La résistivité électrique d'un sol est fonction de sa teneur en eau et, indirectement, de la porosité

8.5.3.1.Les méthodes géophysiques Limitations de la méthode

8.5.3.1.Les méthodes géophysiques Limitations de la méthode

8.5.3.1.Les méthodes géophysiques Limitations de la méthode

8.5.3.1.Les méthodes géophysiques LES DIAGRAPHIES

8.5.3.2.Les essais mécaniques confirmatifs LES ESSAIS MECANIQUES "IN SITU" DE RESISTANCE DU SOL

Essais au pénétromètre. Essais au pénétromètre statique.

8.5.3.2.Les essais mécaniques confirmatifs Pénétromètre statique

Principe : mesure séparée de :

Qc (réaction du sol sur le cône) Qt (effort d'enfoncement du tube + pointe)

8.5.3.2.Les essais mécaniques confirmatifs Pénétromètre statique

8.5.3.2.Les essais mécaniques confirmatifs

Fig. 8.5.3.2.c. - Pénétromètre statique (2 T)

8.5.3.2.Les essais mécaniques confirmatifs

8.5.3.2.Les essais mécaniques confirmatifs

Fig. 8.5.3.2.d. - Pénétromètre dynamique Force maximale : 10.000 kgf (100 kN)

8.5.3.2.Les essais mécaniques confirmatifs SONDE DE BATTAGE LEGERE L'enfoncement moyen par coup (x) en mm est calculé pour chaque couche de 10 cm du sol traversé et converti en indice portant (CBR) par la relation statistique mise en évidence au Centre de Recherches routières avec son équipement standardisé et dans les limites bien précisées (voir interprétation des résultats) Profondeur de sondage avec équipement C.R.R.: de 5 à 10 m maximum Enfoncement par coup, x, exprimés en mm

Log10 CBR = -1,31 log10 x + 2,58

8.5.3.2.Les essais mécaniques confirmatifs SONDE DE BATTAGE LEGERE

Fig. 8.5.3.2.e. Sonde de battage C.R.R.

Fig. 8.5.3.2.f. Pressiomètre de Ménard

8.5.3.2.Les essais mécaniques confirmatifs

Fig. 8.5.3.2.g.

Courbe pressiométrique

8.5.3.2.Les essais mécaniques confirmatifs

Fig. 8.5.3.2.h.

Scissomètre

8.5.3.3.Les essais de "portance des sols"

Principe : mesure de l'enfoncement d'une plaque dans le sol sous l'effet d'une charge croissante et mesurée. Appareillage : une plaque circulaire de 200 ( ou 750) cm² est enfoncée dans le sol par des vérins hydrauliques. L'appareillage est monté sous un camion lesté (voir fiche technique F26 du CRR sur « l'essai de chargement à la plaque» ci-jointe en annexe).

ESSAI A LA PLAQUE

ESSAI A LA PLAQUE

ESSAI A LA PLAQUE

Valeur à atteindre En Belgique, le cahier des charges type exige au premier cycle de chargement, un coéfficient de compressibilité de: 11MN/m² dans le corps des remblais 17 MN/m² au sommet des remblais 35 MN/m² en surface des sous-fondations 110 MN/m² en surface des fondations

8.5.3.3.Les essais de "portance des sols" Parmi les essais de portance, il faut encore signaler le "plate bearing test" (P.B.T.) qui est basé sur le même principe mais avec une plaque de 75 cm de diamètre. Cet essai permet de déterminer le module de réaction K du sol nécessaire au dimensionnement des chaussées en béton de ciment. Ce module de réaction K est défini par le rapport de la pression P nécessaire pour obtenir un enfoncement D de 1,27 mm

P K= D

8.5.3.4.Essais de poinçonnement du sol Essais C.B.R. (Californian Bearing Ratio Principe Détermination d'un nombre sans dimension exprimant le rapport entre la charge spécifique nécessaire pour enfoncer un poinçon dans le sol, dans des conditions données et celle nécessaire pour enfoncer le même poinçon, dans les mêmes conditions dans un matériau-type (concassé de Californie).

8.5.5.2. Essais de classification

8.5.3.4.Essais de poinçonnement du sol Essais C.B.R. (Californian Bearing Ratio

Fig. 8.5.3.4.a.

Coéfficient C.B.R.

8.5.5.2. Essais de classification Teneur en eau Granulométrie Les limites d'Atterberg Ce sont les limites de la teneur en eau, établies conventionnellement, et pour lesquelles, en ordre décroissant, le sol passe de l'état semi-liquide à l'état plastique (limite de liquidité Ll), pour atteindre l'état semi-solide (limite de plasicité Lp). Ces limites circonscrivent le domaine plastique d'un sol . Leur différence est appelée indice de plasticité Ip. ( Ip = Ll - Lp ).

8.5.5.2. Essais de classification La limite de liquidité Ll est, conventionnellement, fixée comme la teneur en eau, exprimée en % de la matière sèche, pour laquelle une rainure de dimensions normalisées, se ferme sur une longueur de 1 cm sous l'effet de 25 chocs par l'appareil de CASAGRANDE normalisé (fig. 8.5.5.2.b, c et d).

8.5.5.2. Essais de classification

8.5.5.2. Essais de classification

8.5.5.2. Essais de classification

8.5.5.2. Essais de classification La limite de plasticité Lp est, conventionnellement, fixée comme la teneur en eau, exprimée en % de la matière sèche, pour laquelle une boulette de mortier peut encore être roulée, sans se briser, jusqu'à former un rouleau de 3 mm de diamètre. La commission "mécanique des sols" de l'A.B.E.M. propose les valeurs suivantes pour l'indice de plasticité Ip. •Sable

Ip < 5

•Limon

5 < Ip < 25

•Argile

Ip > 25.

8.5.5.2. Essais de classification Essai Proctor

8.5.5.2. Essais de classification

8.5.5.2. Essais de classification

8.5.5.2. Essais de classification

8.5.5.2. Essais de classification N.B.

On pratique également un autre "essai Proctor" qui est une mesure de poinçonnement. Il permet, sur chantier, un contrôle rapide de la teneur en eau et de la densité. Il consiste en l'enfoncement d'une aiguille, sous pression connue et à vitesse aussi constante que possible, dans un sol ne comportant que des éléments fins

8.5.5.2. Essais de classification