Cours Covid MS – Leçon 1 (10/11/20)

Caractéristiques physiques des sols 1

Cette première leçon a trait aux caractéristiques physiques des sols. Les paramètres de définitiondes sols interviennent dans de nombreuses formules de la mécanique des sols.Vous êtes invités à lire les pages 4 à 9 du cours.Vous trouverez également ci-après 2 pages (paramètres de définition des sols) que je vousconseille d'imprimer pour avoir sous la main les formules utilisées en permanence dans lesexercices relatifs à cette partie de la matière.Vous trouverez encore quelques exercices résolus que je vous invite à refaire ainsi que desexercices proposés (donc, idéalement à faire) dont les solutions vous seront communiquées lorsde la prochaine leçon.

DIVERS UTILES

Unités

1. Forces – Poids

• 1 newton noté 1N ↔ 100 g• 1 déca newton noté 1daN = 10N ↔ 1 kg• 1 kilo newton noté 1kN = 1000N ↔ 100 kg

2. Poids volumique

• s'exprime généralement en kN/m³ • peut également s'exprimer en g/cm³ (10kN/m³ ↔ 1g/cm³)

Poids volumique de l'eau

γh=10kN /m³=1 g /cm³

Note : on utilise la lettre grecque gamma notée γ pour désigner les poids volumiques.

Densité

Si la densité d'une matière est par exemple égale à 2,7, cela revient à dire qu'elle pèse 2,7 fois plus que l'eau pour un même volume → son poids volumique est par conséquent = 27 kN/m³ (ou encore 2,7 g/cm³).

PARAMETRES DE DEFINITION DES SOLS

Soit un échantillon de sol dont on a séparé les différentes phases (il s'agit bien entendu d'une vue de l'esprit).

On définit les paramètres suivants :

Poids volumiques

W s : poids de la phase solideW w : poids de l'eauW=W s+W w : poids total de l'échantillonV s : volume de la phase solideV w : volume de l'eauV a : volume de l'airV v=V w+V a : volume des videsV=V s+V v : volume total de l'échantillon

γh=WV

: poids volumique apparent

γd=W s

V: poids volumique sec

γw=10kN /m3 : poids volumique de l'eau

γs=W s

V s

: poids volumique de la matière constituant les grains solides

le poids volumique des grains solides (en dehors des particules organiques) varie dans des limites assez faibles : 26 kN /m3 ≤ γs ≤ 28 kN /m3

Porosité – Indice des vides

• Porosité n :

• Indice des vides e :

• Relations entre e et n :

e=V v

V s

n=V v

V

e=n

1−nn= e

1+e

Degré de saturation et teneur en eau

• Degré de saturation :

• si sol sec : V w=0 → S r=0• si sol saturé (tous les vides remplis d'eau) : V w=V v → S r=1

• Teneur en eau :

• Relations entre S r et w :

S r=V w

V v

w=W w

W s

w=S r .e .γw

γ s

Note : Dans la plupart des exercices, il est vivement conseillé de reproduire le schéma comportant les différentes phases. Lorsque celui-ci est complété par l'ajout des différentes valeurs (poids et volumes), il devient très simple de trouver la solution des éléments demandés.

Exercices résolus

Exercice 1 de la page 10 du cours

Exercice 2 de la page 10 du cours

Exercice 5 de la page 10 du cours

Exercice 6 de la page 10 du cours

Exercices proposés

Exercices 3 et 4 de la page 10 + exercices 8, 9 et 10 de la page 11 (pas le 7).