Densité et densité du sol




Considérant que le sol est un milieu de dispersion complexe constitué de particules solides minérales et d'un espace poreux généralement rempli d'eau (fluide poreux) et d'air, le concept de densité en tant que grandeur physique est également complexe et n'acquiert que de la certitude. si vous spécifiez exactement la densité de quelles phases du sol en question.

La densité de particules de sol ρ s est le rapport entre la masse de la partie solide de sol sec m s (à l'exclusion de la masse d'eau dans ses pores) et son volume V:

ρ s = m s / V

Habituellement, les unités suivantes sont utilisées comme unité pour mesurer la densité de particules de sol: kg / m 3 , g / cm 3 , t / m 3 , etc.

La densité des particules du sol dépend de leur composition minérale et de la présence de minéraux organiques et organiques. Elle représente donc la densité moyenne pondérée de ces parties du sol.

La densité de particules de certains types de sols dispersés a les valeurs suivantes: sable - 2,65 ... 2,67 t / m 3 ; loam sableux - 2,68 ... 2,72 t / m 3 ; loam - 2,69 ... 2,73 t / m 3 ; argile 2,71 ... 2,76 t / m 3 ; tourbe 1,50 ... 1,80 t / m 3 .

La densité de sol humide ρ w est le rapport entre la masse de sol humide m w et son volume V w :

La densité de sol sec ρ d est le rapport de la masse de sol sec m d (à l'exclusion de la masse d'eau dans ses pores) au volume occupé par ce sol, qui comprend le volume de pores présents dans ce sol:

Ces paramètres sont utilisés pour caractériser les propriétés physiques des sols et dans les calculs dynamiques des fondations de structures.

Pour les calculs géotechniques d'ingénierie liés notamment à la détermination de la pression naturelle et de la pression de remblai sur les murs de soutènement, la caractéristique n'est pas la densité du sol, mais la caractéristique de son poids spécifique, qui est le rapport entre le poids du sol et son volume et mesuré en N / m 3 , kN / m 3 , mN / m 3 (système SI).

La proportion de particules de sol γ s est le rapport entre le poids du sol sec et le volume de sa partie solide.

La proportion de sol humide γ w est le rapport entre le poids du sol humide et le volume total occupé par ce sol.

La proportion de sol sec γ d est le rapport entre le poids du sol sec (squelette) et le volume occupé par ce sol, y compris les pores.

La densité et la densité sont liées entre elles par une relation simple. Ainsi, lorsque la densité de particules de sol est ps = 2,71 t / m3, la densité des particules du même sol est γ s = 10 ps = 27,1 kN / m 3 .

La détermination de la densité comprend deux opérations principales: déterminer le volume d’une certaine quantité de sol et déterminer le poids de ce volume de sol.

La détermination du volume de l'échantillon (monolithe) de roche non poreuse est réalisée en immergeant l'échantillon dans de l'eau et en déterminant le volume d'eau déplacé dans ce cas.


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Déterminer le volume d’un échantillon de sol argileux par immersion directe dans l’eau étant impossible, il existe un risque réel que l’échantillon d’argile se désintègre ou gonfle, absorbant ainsi l’eau. Par conséquent, un échantillon de sol argileux avant l’épilation à la cire est préalablement paraffiné, c.-à-d. Recouvrez-le d'une couche de paraffine sans fuite. Lors de l’épilation à la cire, il est nécessaire d’éviter les pincements d’air (bulles) entre le sol et la paraffine .

Ensuite, l'expérience effectuée de la manière habituelle décrite précédemment. Pour déterminer le volume de sol propre, il est nécessaire de soustraire le volume occupé par la paraffine de la quantité totale de sol ciré trouvée. Le volume de paraffine est facilement déterminé en pesant l'échantillon avant et après l'épilation à la cire et en tenant compte du poids spécifique de la cire elle-même, généralement proche de 9 kN / m 3 .

Le poids spécifique des monolithes de sols cohérents de taille considérable est déterminé avec une précision suffisante en mesurant directement le monolithe auquel on donne une forme géométrique régulière, par exemple cylindrique, et sa pesée ultérieure. En pratique, pour déterminer la densité d'un sol humide (et sec), un anneau en métal est souvent utilisé avec un tranchant pointu pouvant atteindre 15 cm de diamètre et une hauteur maximale de 5 ... 10 cm.L'anneau est enfoncé dans le sol pour le prélèvement. Le volume d'échantillon dans ce cas est déterminé par le volume interne du cylindre.

Le poids spécifique des sols argileux humides est généralement compris entre 19,5 et 21,0 kN / m 3 . La densité des sols secs et meubles varie généralement entre 15,8 et 16,5 kN / m3.

Le volume des sols sableux incohérents est déterminé en deux états: le plus meuble et le plus dense. La détermination est effectuée en déposant du sable dans un récipient de mesure et les sables sont testés sous forme sèche ou sous l’eau. Pour obtenir le relâchement maximum requis du sable, il faut le verser soigneusement dans le réservoir. La densité ultime consiste à le fixer soigneusement à une masse constante ou à placer le réservoir avec du sable sur la table vibrante.





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