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Etude géologique,hydrogéologique, cartographique et géotechnique de la cité Kapolowe Gare


par Grâce Mbayo
Université de Lubumbashi - Licence 2023
  

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I.2.6. CLASSIFICATION PARTIELLE

Les limites d'Atterberg sont des essais qui permettent de prévoir le comportement des sols fins pendant les phases de terrassement et/ou lorsqu'ils sont sollicités mécaniquement, en particulier sous l'action des variations de teneur en eau. L'abaque de CASAGRANDE est la référence préférentielle pour la classification des sols fins.

Dans ses études sur les argiles et les silts, Casagrande porte sur un graphique l'indice de plasticité en fonction de la limite de liquidité et observa que les points obtenus à partir d'échantillons de sol provenant d'un même dépôt et ayant une même origine géologique s'alignaient sur une droite. En répétant l'expérience avec différents dépôts de sol, il obtint une série grossièrement parallèle. Il remarqua que la plasticité d'un sol inorganique dépendait de sa fraction d'argile : plus celle-ci était grande, plus la limite de liquidité et l'indice de plasticité étaient élevés. D'autre part, il constata qu'une augmentation de la quantité de matière organique dans un sol provoquait l'accroissement des limites de liquidité et de plasticité.

En 1932, Casagrande proposa un diagramme de plasticité permettant d'identifier les sols à grains fins à partir des limites d'Atterberg.

Figure I. 12: Abaque de l'indice de plasticité et limite de liquidité de Casagrande (Casagrande 1932)

I.2.7.CLASSIFICATIONS GEOTECHNIQUES DES SOLS

Pour résoudre les problèmes de mécanique des sols, il est important de les caractériser mais aussi de les classer, autrement dit mettre dans un même groupe ceux ayant des comportements similaires. C'est par là que sont nés les systèmes de classification des sols, et surtout du besoin des ingénieurs civils de disposer de renseignements suffisamment fiables sur le comportement des sols pour pouvoir prendre des décisions rapides et efficaces, le plus souvent dans les domaines de construction routière et des infrastructures des pistes d'atterrissage ou des barrages.

Il existe de par le monde nombreux systèmes de classification des sols :

· Les uns sont basés sur l'aptitude du sol pour un emploi particulier du Génie Civil. Ces classifications présentent en général l'inconvénient de ne pouvoir être étendues à d'autres usages que celui pour lequel elles ont été établies ;

· Les autres sont basés sur certains essais d'indentification. Parmi ces systèmes, plusieurs se réfèrent uniquement à la granularité du sol et diffèrent par les seuils granulométriques adoptés ;

· D'autres utilisent simultanément la granularité et la plasticité du sol.

Ainsi, comme systèmes de classification, nous citons :

§ Classification AASHTO (American Association State Highways and Transportation Officials);

§ Classification GTR (Guide des terrassements routiers) ;

§ Classification LCPC (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées) identique à la classification USCS ;

§ Classification USCS (UnifiedSoil Classification System) établie par Casagrande.

Dans le cadre de notre travail nous avons utilisé la classification AASHTO

1. CLASSIFICATION DES SOLS SELON AASHTO

La classification A.A.S.H.T.O (American Association State Highways Transportation Officials) est basée sur l'analyse granulométrique, la limite de liquidité (??l) et l'indice de plasticité (IP).

En dépit des systèmes de classification cités ci-haut, le choix dépendra non seulement des objectifs poursuivis, mais aussi et surtout des paramètres disponibles (paramètres requis par le système). Pour le présent projet, nous avons opté pour le système de classification AASHTO qui se restreint aux paramètres suivants : l'analyse granulométrique, la limite de liquidité (??l) et l'indice de plasticité (IP) ; auxquels s'ajoute l'indice de groupe. En appliquant ce système de classification à nos échantillons, nous avons distingué 4 classes des sols notamment les classes A-4, A-6, A7-5 et A7-6.

Classification d'AASHTO suivant l'ordre croissant :

A. Classe des sols A-1

Les sols A1 sont des mélanges à granulométrie étalée avec un mortier non plastique, ils comprennent donc des mélanges de fragments des pierres ou graviers, de sable et des fines particules. Ces sols peuvent être également constitués de matériaux grossiers sans mortiers ; dans ce cas, il s'agit des fragments des pierres, des graviers, des sables grossiers, des cendres volcaniques, des scories, de schistes miniers ; etc...

Les sols A1 peuvent être stables sous l'action des charges mobiles.

· Le sous-groupe (A1a), comprend les matériaux avec prédominance de pierre cassée ou de gravier, avec ou sans matériau fin agglomérant (mortier) ;

· Le sous-groupe (A1b), est constitué principalement de gros sable sans mortier.

B. Classe des sols A-2

Les sols du groupe A2 sont des matériaux granulaires intermédiaires entre les sols de classe A1 et A3 d'une part à ceux du groupe A4, A5, A6, A7 d'autre part.

· LE SOUS - GROUPES A2-4 ET A2 -7 : Comprennent des matériaux semblables à ceux du groupe A2-4 et A2-5 à la différence que la proportion d'Argile plastique a les caractéristiques du groupe A4 et A5. Tandis que,

· LE SOUS - GROUPES A2-6 ET A2 - 7 : Comprennent des matériaux semblables à ceux du groupe A2-4 et A2-5 sauf que la proportion d'Argile plastique a les caractéristiques du groupe A2-6 et A2-7.

C. Classe des sols A-3

Le matériau type du sol A3 est le sable fin des plages ainsi que des déserts, sans fines argileuses ou limoneuses ou encore avec des fines limoneuses non plastiques.

Ce groupe comprend aussi les sables fins des rivières à granulométrie serrée. La caractéristique principale de ces sols est, qu'ils ne présentent pas de plasticité. Ils peuvent contenir des petites quantités de gros sables et graviers.

D. Classe des sols A-4

Les matériaux types de ce groupe sont des limons de plasticité faible ou nulle.

E. Classe des sols A-5

Ces matériaux sont semblables à ceux décrit au groupe A4 mais ils sont généralement constitués des matériaux provenant des diatomées ou des micas et peuvent comme l'indique sa haute limite de liquidité présente, les propriétés élastiques considérables et une faible stabilité.

F. Classe des sols A-6

Les matériaux type de ce groupe sont les argiles plastiques. Ils subissent des variations des volumes importantes en passant de l'état sec à l'état humide et vice-versa. Ces sols sont caractérisés par les fissures de retrait (fenêtres de dessiccation).

G. Classe des sols A-7

Les matériaux types de ce groupe sont semblables à ceux décrits au groupe A6 sauf qu'il présente les caractéristiques de haute limite de liquidité (??l) du groupe A5 et peut être élastique, et sujet à gonflement important.

· SOUS - GROUPE A7-5 : Comprend les matériaux ayant un indice de plasticité modéré par rapport à la limite de liquidité, ces sols peuvent être très élastiques et sujet à des changements de volume très importants ;

· SOUS-GROUPE A7-6 : comprend les matériaux semblables au groupe de A7-5 mais ayant un indice de plasticité assez modéré par rapport à sa limite de liquidité mais sont tous de nature argileuse car cela est très plastique.

Cette classification est la plus utilisée parce qu'elle tient compte des résultats de plusieurs essais notamment : l'analyse granulométrie, l'indice de plasticité et l'indice de groupe (LUNDA I., 2013).

Tableau I. 10: Classification AASHTO des sols (Das, 2012)

Nous pouvons définir :

· Wl : limite de liquidité ;

· Ig : indice de groupe ;

· Ip : indice de plasticité.

Tableau I. 11. : Représentation globale de l'origine des sols en fonction de leurs sous-groupes AASHTO

Sous-groupe AASHTO

Classe_Ig

Classe_Ic

Origine probable

A-1-a

Bon sous-sol

Très dur

Les veines siliceuses. Les sols reposent sur les shales.

A-1-b

Bon sous-sol

Très dur

Le complexe schistes-phyllithes-quartzites

A-2-6

Bon sous-sol

Très dur

Le shale dolomitique, du complexe schistes-phyllithes-quartzites

A-4

Mauvais sous-sol

Très dur

Le complexe schistes-phyllithes-quartzites, des shales gréseux, des dolomies, des microgrès.

A-6

Mauvais voire très mauvais sous-sol

Très dur, par endroit dur à mi-dur

Le shale, des calcaires, du complexe schistes-phyllithes-quartzites, de la dolomie

A-7-6

Sous-sol passable, mais par endroit très mauvais

Très dur

Les dolomies, les shales

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