Calcul du Coefficient de Consolidation

Calcul du Coefficient de Consolidation

Comprendre le Calcul du Coefficient de Consolidation

Vous êtes un ingénieur géotechnique chargé d’analyser un échantillon de sol argileux prélevé sur un site de construction.

L’objectif est de déterminer le coefficient de consolidation du sol pour estimer le tassement dû à la consolidation sous une nouvelle structure.

Pour comprendre le calcul du Tassement et Consolidation d’une Fondation, cliquez sur le lien.

Données :

  • Dimensions de l’échantillon : 2 cm d’épaisseur, 10 cm de diamètre.
  • Charge appliquée lors du test de consolidation : 800 kPa.
  • Temps pour atteindre 50% de consolidation (t_50) : 15 minutes.
  • Propriétés du sol : poids spécifique des solides (Gs) = 2,65, teneur en eau initiale = 20%.
  • Hauteur initiale de la couche de sol: 1 mètre
  • Contrainte verticale effective initiale: 100 kPa

Questions :

1. Calculez le coefficient de consolidation (c_v) de cet échantillon de sol.

2. Estimez le tassement final du sol sous une charge permanente de 500 kPa.

Correction : Calcul du Coefficient de Consolidation

1. Calcul du Coefficient de Consolidation \(c_v\)

Pour calculer le coefficient de consolidation, nous utilisons la formule :
\[ c_v = \frac{T_v \cdot d^2}{t} \]

Où :

  • \(T_v\) est le facteur de temps pour 50% de consolidation. Pour la plupart des argiles, \(T_v\) pour 50% de consolidation est approximativement 0,197.
  • \(d\) est la demi-hauteur de l’échantillon de sol. Puisque l’échantillon a une épaisseur de 2 cm, \(d\) sera 1 cm (ou 0,01 m).
  • \(t\) est le temps pour atteindre 50% de consolidation, qui est de 15 minutes (ou 900 secondes).

En substituant ces valeurs dans la formule, nous obtenons :

\[ c_v = \frac{0,197 \cdot (0,01)^2}{900} \] \[ c_v = \frac{0,197 \cdot 0,0001}{900} \] \[ c_v = \frac{0,0000197}{900} \] \[ c_v = 2,19 \times 10^{-8} \, \text{m}^2/\text{s} \]

2. Estimation du Tassement Final

Pour calculer le tassement, nous utilisons la formule :

\[ s = H_0 \cdot \frac{\Delta \sigma}{\sigma’_0} \cdot C_c \]

Où :

  • \(H_0\) est la hauteur initiale de la couche de sol qui est de 1 mètre.
  • \(\Delta \sigma\) est l’augmentation de la contrainte verticale, qui est de 500 kPa pour notre cas.
  • \(\sigma’_0\) est la contrainte verticale effective initiale qui est de 100 kPa.
  • \(C_c\) est l’indice de compressibilité du sol. Comme nous n’avons pas cette valeur, nous devons l’assumer. Pour un sol argileux, une valeur typique pourrait être de 0,2.

En substituant ces valeurs dans la formule, nous obtenons :

\[ s = 1 \cdot \frac{500}{100} \cdot 0,2 \] \[ s = 5 \cdot 0,2 \] \[ s = 1,0 \, \text{mètre} \]

Remarques finales :

  • Ces calculs sont basés sur des hypothèses et des valeurs typiques. Dans un cas réel, toutes ces valeurs devraient être déterminées par des tests de laboratoire et des analyses de site.
  • Le tassement calculé semble très élevé (1 mètre), ce qui peut indiquer que nos hypothèses sont trop simplistes ou que l’échantillon de sol a une compressibilité très élevée. Une analyse plus détaillée serait nécessaire pour des estimations précises.

Calcul du Coefficient de Consolidation

D’autres exercices de géotechnique:

Chers passionnés de génie civil,

Nous nous efforçons constamment d’améliorer la qualité et l’exactitude de nos exercices sur notre site. Si vous remarquez une erreur mathématique, ou si vous avez des retours à partager, n’hésitez pas à nous en informer. Votre aide est précieuse pour perfectionner nos ressources. Merci de contribuer à notre communauté !

Cordialement, EGC – Génie Civil

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Calcul de la contrainte ultime sur une semelle

Calcul de la contrainte ultime sur une semelle Comprendre le Calcul de la contrainte ultime sur une semelle Dans le cadre d'un projet de construction d'un bâtiment résidentiel, il est nécessaire de concevoir les fondations qui supporteront les charges de la structure....

Calcul l’indice des vides final

Calcul l'indice des vides final Comprendre le calcul l'indice des vides final Vous travaillez sur un projet de construction d'une route dans une région à sol argileux. Avant de commencer la construction, il est essentiel de comprendre les propriétés du sol, notamment...

Résistance au Cisaillement d’un Sol

Résistance au Cisaillement d'un Sol Comprendre la Résistance au Cisaillement d'un Sol  Vous êtes un ingénieur en géotechnique chargé d'évaluer la capacité portante d'un terrain pour la construction d'une petite structure. Pour ce faire, vous décidez de réaliser un...

Tassement et Consolidation d’une Fondation

Tassement et Consolidation d'une Fondation Comprendre le Tassement et Consolidation d'une Fondation Vous êtes ingénieur en génie civil et devez analyser le tassement potentiel d'un sol sous une nouvelle construction. La structure prévue est un petit immeuble de...

Calcul de la poussée des terres sur un mur

Calcul de la poussée des terres sur un mur Comprendre le Calcul de la poussée des terres sur un mur Dans un projet de construction urbaine, un mur de soutènement est nécessaire pour supporter les terres d’un terrain en pente, permettant ainsi de créer un espace plat...

Calcul de la force de renversement d’un mur

Calcul de la force de renversement d'un mur Comprendre le Calcul de la force de renversement d'un mur Un ingénieur géotechnique est chargé d'évaluer la stabilité d'un mur de soutènement qui retient un talus de terre. Le mur est soumis à diverses charges et contraintes...

Détermination du Coefficient de Tassement (mv)

Détermination du Coefficient de Tassement (mv) Comprendre la Détermination du Coefficient de Tassement (mv) Vous êtes un ingénieur géotechnique chargé de l'étude des fondations pour un nouveau bâtiment commercial qui sera construit sur un site urbain. Le terrain est...

Consolidation primaire et secondaire du sol

Consolidation primaire et secondaire du sol Comprendre la consolidation primaire et secondaire du sol Vous êtes ingénieur géotechnique pour une entreprise de génie civil, chargé de concevoir les fondations d’un immeuble de grande hauteur dans une zone urbaine...

Contrainte induite dans le sol

Contrainte induite dans le sol Comprendre le calcul de la Contrainte induite dans le sol Une entreprise de construction envisage de construire un immeuble de bureaux. Pour évaluer la capacité portante du sol, elle doit calculer la contrainte induite à une certaine...

Calcul de la masse volumique humide

Calcul de la masse volumique humide Comprendre le Calcul de la masse volumique humide Vous êtes un ingénieur géotechnique travaillant sur un projet de construction d'un grand complexe résidentiel. Avant de débuter la construction, il est crucial d'analyser les...