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TP 4
FOISONNEMENT D’UN SABLE FOISONNEMENT D’UN SOL Objectifs du TP : Faire la diff érence entre foisonnement d ’un sable et foisonnement du sol Calculer des masses volumiques apparentes et tracer la courbe de foisonnement d ’un sable. Déterminer le coefficient de foisonnement d ’un sol en place
On donne : Un sujet, Un phasage, Les documents r éponses, Un questionnaire et des exercices, Les matériaux à étudier, Le matériel nécessaire, Un Classeur de normes : N éant
On demande : 1 – 1 Partie pr éparation (3 points) 1.
Faire les exercices sur le foisonnement foisonnement
1 – 2 Partie pratique (14 points) 1. 2.
Réaliser l ’essai de foisonnement d ’un sable Réaliser l ’essai de masse volumique en place d ’un sol
1 – 3 Compte rendu (pour la s éance suivante) (3 points) 1.
Rédiger un compte rendu de la manipulation avec le mode op ératoire du foisonnement du sable.
On exige Le calme et la discipline Le rendu des documents à la fin de la p ériode de pr éparation Le respect du mat ériel, la connaissance du mat ériel et de son utilisation Le respect des consignes de sécurité L’exactitude des mesures et la pertinence des conclusions Le respect du temps imparti Le rangement du mat ériel à la fin de la s éance (-5 si non fait) Un compte rendu du TP à rendre au plus tard au d ébut de la s éance suivante (0 si non fait)
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1 Partie pr éparation : Exercices sur le foisonnement Exercice 1 Soit un r écipient de volume V = 0,500L et de masse m = 85 g. On remplit le r écipent d’un matériau inconnu et on p èse le tout : M = 0,910 kg (mat ériau+r écipent). calculer la masse volumique apparente du mat ériau ( a).
Exercice 2 Soit un échantillon de sol contenant 19g d ’eau dont la teneur en eau est w = 5%. Calculer la masse des grains de l ’échantillon S’il contenait 25g d ’eau, quelle serait sa teneur en eau ?
Exercice 3 Soit un r écipient de volume V = 0,500L et de masse m = 80 g. On remplit le r écipent d’un matériau inconnu et on p èse le tout : M = 0,880 kg (mat ériau+r écipent). Apr ès passage à l ’étuve, on refait une pesée : M’ = 0,810 kg. calculer la masse volumique apparente du mat ériau humide, calculer la teneur en eau du mat ériau.
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2 Partie pratique : Pour l’essai de foisonnement du sable, chaque élève fera la manipulation : il est conseill é de mener toutes les manipulations en m ême temps pour pouvoir finir le TP Pour l’essai de foisonnement d ’un sol, vous ne ferez qu ’une manipulation pour le groupe. 2 – 1 Foisonnement du sable Réaliser la manipulation pour tracer la courbe de foisonnement du sable. Apr ès avoir r éaliser la mesure à w = 6 %, vous ferez un pr élèvement pour v érifier votre teneur en eau Attention : apr ès pr élèvement, votre masse de sable sec aura chang ée, il faudra donc la recalculer pour conna î tre la quantit é d’eau à rajouter. Reporter les mesures sur les DR1 et DR 2. Tracer la courbe de foisonnement sur DR3. 2 – 2 Foisonnement d ’un sol – Compl éter DR4 1. 2. 3.
Aller sur le site indiqué par le professeur. Araser le sol pour travailler sur une plateforme sensiblement horizontale. Pr élever du mat ériau à l’aide d’une main écope en faisant bien attention de tout r écupérer dans un bac de pesage. Le trou obtenu doit avoir les caract éristiques suivantes : Matériau pr élevé
Bac de pesage
Environ 20 cm
Environ 20 cm 4. Introduire le matériau pr élevé dans une éprouvette 16x32 et en d éduire le volume apparent du matériau en mesurant la hauteur du mat ériau pr ésent dans l’éprouvette. Ce volume est un volume foisonn é ! Il s’agit maintenant de d éterminer le volume en place du mat ériau. 5.
Mettre 5 kg de sable sec dans un seau, remplir de sable le trou, puis peser le seau de sable afin d’en déduire la masse de sable introduite dans le trou.
6.
A partir de cette masse de sable, en déduire le volume du trou (ou volume en place). Remarque : vous connaissez la masse volumique apparente du sable sec !
7.
Déterminer le coefficient de foisonnement du sol et la masse volumique en place du sol.
3 Compte rendu : Réaliser un compte rendu respectant le plan habituel avec le mode op ératoire du foisonnement du sable. ale
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DOCUMENT REPONSE DR1 NOM :
CLASSE :
PRENOM :
MATERIAU ETUDIE :
ESSAI DE FOISONNEMENT SUR UNE MASSE M DE SABLE SEC : PARTIE 1 masse de sable sec, soit M :
Masse et volume r écipient vide : M1,V1
teneur en eau :
0
2
unité 4
6
%
masse d’eau ajoutée à M à chaque nouvelle mesure masse d’eau totale pr ésente avec M masse r écipient + sable, soit M2 masse sable, soit M3 masse volumique apparente
ah
ESSAI DE FOISONNEMENT SUR UNE MASSE M’ DE SABLE SEC : PARTIE 2 Une partie du sable ayant été pr élevée pour effectuer l ’essai de teneur en eau (environ 200g de sable humide), la masse s èche de sable à considérer pour la suite de l ’essai de foisonnement n ’est plus M mais M’. Vous devez déterminer M ’ et pour cela : -calculer la masse de sable humide restante apr ès le pr élèvement pour l ’essai de teneur en eau (masse sable sec M + masse eau ajoutée masse pr élèvement) : -calculer la masse de sable sec M ’ correspondante en consid érant la teneur en eau au moment du pr élèvement : -calculer la masse d ’eau pr ésente avec la masse de sable sec M’ : masse de sable sec, soit M’ :
Masse et volume r écipient vide : M1, V1
teneur en eau :
8
10
unité 14
20
%
masse d’eau ajoutée à M’ à chaque nouvelle mesure masse d’eau totale pr ésente avec M’ masse r écipient + sable, soit M2 masse sable, soit M3 masse volumique apparente
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DOCUMENT REPONSE DR2 NOM :
CLASSE :
PRENOM :
MATERIAU ETUDIE : ESSAI DE TENEUR EN EAU : CONTRÔLE unité
échantillon
1
échantillon
2
masse humide masse séche teneur en eau teneur en eau moyenne : conclusion
DOCUMENT REPONSE DR3 COURBE DE FOISONNEMENT DU SABLE ah (kg/dm
3
)
1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20 w (%)
Description de la courbe :
Si on continuait à ajouter de l ’eau indéfiniment, vers quelle valeur tendrait ah ?
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DOCUMENT REPONSE DR4 CLASSE :
GROUPE : Elève A
Elève B
Elève C
Nom :
Nom :
Nom :
Pr énom :
Pr énom :
Pr énom :
Rappels de la masse volumique apparente du sable utilisé dans la première partie du TP
Masse du matériau extrait
Hauteur de mat ériau dans l ’éprouvette 16x32
Volume de matériau = volume foisonn é : Vf
Masse de sable introduit dans le trou
Volume du trou = volume en place : V e
Coefficient de foisonnement : Ff
Masse volumique du sol en place :
Extrait du pr écis de chantier p. 39 (Nathan) :
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