Essai limites de liquidité et de plasticité (NM ISO 17892-12)
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| Indice de plasticité (IP) |
Cet article spécifie les méthodes de détermination des limites de liquidité et de plasticité d'un sol.
La limite de liquidité est la teneur en eau lorsque le sol passe d'une état liquide à l'état plastique.
Ce sujet décrit la détermination la limite de liquidité d'un sol naturel, ou d'un sol duquel les supérieurs à 0,4 mm ont été retirés.
Deux méthodes peut utiliser pour la limite de liquidité: la méthode de Casagrande et la méthode de cône tombant.
La limite de plasticité est la teneur en eau à laquelle un sol cesse d’être plastique quand le sécher d'une manière continue.
1 - But de l'essai
Essai indice de plasticité (IP) est pour Identification et classification des sols.
2 - Appareillage
- Balance.
- Récipients pour éprouvette d'essai.
- Eau distillé ou déminéralisé.
- Spatules.
- Pissette.
- Récipients d'évaporation ou cristallisoirs.
- Tamis.
- Étuve ventilée.
- Plaque de malaxage plane (en verre).
- Règle à araser métallique.
- Appareil du cône tombant.
- Dispositif de chronométrage.
- Appareil de Casagrande.
- Tige de diamètre entre 3 et 3,5 mm .
3 - Choix de la méthode de détermination de la limite de liuidité
Deux méthode d'essai sont abordées pour la détermination de la limite de liquidité:
La méthode de cône tombant et la méthode de Casagrande.
Le choix de la méthode d'essai à employer doit être convenu avec le client et consigné.
4 - Préparation de l'éprouvette
Déterminer la teneur en eau w d'une éprouvette représentative de l'échantillon original conformément à l'ISO 17892-1.
Peser une éprouvette représentative de l'échantillon qui donnera au moins 200 g de sol passant au tamis de 0,4 mm, Soit m₁ sa masse.
Placer l'éprouvette dans un récipient et la recouvrir avec l'eau distillé, puis brasser jusqu'à formation d'une boue liquide.
Verser le boue sur un tamis de 0,4 mm .
Laver le matériau retenu sur le tamis avec l'eau distillé jusqu'à ce que l'eau s'égoutte du tamis soit claire.
Recueillir tous les matériaux passant à travers le tamis de 0,4 mm .
Sécher le refus de 0,4 mm à une température comprise entre 105 °C et 110 °C.
Le peser, soit mr sa masse.
Laisser décanter le produit du lavage et déverser l'eau claire.
Évaporer l'eau excédentaire à 50 °C, jusqu'à obtenir une pâte ferme.
Triturer et malaxer la prise d'essai de sol, de sorte à détruire sa structure.
Ajouter ou retirer (dans un léger courant d'air chaud) la quantité d'eau pour ajuster la consistance de la pâte remaniée.
Malaxer et remanier la pâte au moyen de spatules sur la plaque, et éviter l'introduction de bulles d'air dans l'éprouvette.
5 - Limite de liquidité par la méthode cone tombant
Placer dans un récipient propre et sec la pâte remaniée, en prenant soin de ne pas emprisonner les bulles d'air.
Araser l'excédent de pâte afin d'obtenir une surface lisse et plane.
Bloquer le cône en position haute.
Abaisser le support jusqu'à amener la pointe du cône en contact de la surface de l'éprouvette.
Libérer le cône et le laisser s'enfoncer pendant 5 s ± 1 s.
Calculer le profondeur de pénétration du cône après 5 s ± 1 s par différence entre la position initiale et la position finale de la tige du cône.
Vérifier que la profondeur de pénétration est comprise dans le domaine de valeurs spécifiées au tableau ci-dessous.
Lever le cône et le nettoyer.
Ajouter un peu plus de la pâte au récipient, puis araser la surface et répéter les étapes précédentes, jusqu'à ce que la différence entre deux résultats successifs soit inférieure à la valeur maximale indiquée dans le tableau.
Prélever une masse minimale de 15 g de pâte remaniée depuis la zone pénétrée par le cône.
Déterminer la teneur en eau conformément à l'ISO 17892-1.
Retirer le reste de la pâte du récipient et l'ajouter à la pâte remaniée sur la plaque.
Ajuster la teneur en eau par ajout d'une petite quantité d'eau, et remélanger l'échantillon.
Répéter les étapes précédentes pour obtenir au moins quatre points à différentes teneurs en eau, avec au moins un point au-dessus et au moins un point en dessous de la profondeur de pénétration correspondant à la limite de liquidité.
Tracer la courbe reliant la teneur en eau mesurée en abscisse sur une échelle linéaire, et les pénétrations correspondantes du cône en ordonnée sur une échelle logarithmique décimale log10 si le cône de 60 g/60 ° est utilisé.
Dans le cas d'utilisation d'un cône de 80 g/30 °,la courbe est tracée sur une échelle linéaire en abscisse et en ordonnée.
Tracer la meilleure droite ajustée passant par les point de mesure, avec un écart inférieur ou égale 5 % entre les point mesurés et la droite ajustée.
Lire la limite de liquidité qui est la teneur en eau correspondant à une pénétration de 10 mm pour le cône de 60 g/30 °,ou 20 mm pour le cône de 80 g/30 °.
- Exemple de courbe pour cône de 80 g/30 °
6 - Limite de liquidité par la méthode Casagrande
Poser l'appareil de Casagrande sur une surface stable et plane.
Ajouter la pâte remaniée dans la coupelle, en prenant soin de ne pas inclure des bulles d'air.
Étaler la pâte de sol et la répartir dans la coupelle avec une profondeur d'au moins 10 mm au point le plus profond de la coupelle.
Retirer l’excédent de sol à l'aide d'une spatule, de manière à obtenir une surface lisse, horizontale et une couche de 10 mm de profondeur au point plus profond de la coupelle.
Réaliser un rainure dans la pâte de sol.
S'assurer que l'éprouvette ne glisse pas sur la surface de la coupelle et ne fissure pas.
Relever et faire chuter la coupelle, en faisant tourner la came à environ 2 révolutions par seconde.
Compter le nombre de rotations jusqu'à ce que la rainure est refermée sur un longueur de 10 mm .
Noter le nombre de rotations.
Vérifier que le nombre de rotation est comprise dans le domaine de valeurs spécifiées au tableau ci-dessous.
Prélever une masse minimale de 15 g de pâte remaniée dans la zone ou la rainure s'est refermée.
Retirer le reste de la pâte de la coupelle et l'ajouter à la pâte remaniée sur la plaque.
Ajuster la teneur en eau par ajout d'une petite quantité d'eau, et remélanger l'échantillon.
Répéter les étapes précédentes pour obtenir au moins quatre points à différentes teneurs en eau, avec au moins un point au-dessus et au moins un point en dessous de 25 rotations.
Tracer la courbe reliant la teneur en eau mesurée en ordonnée sur une échelle linéaire, et le nombre de rotations en abscisse sur une échelle logarithmique log10.
Tracer la meilleure droite ajustée passant par les point de mesure, avec un écart inférieur ou égale 5% entre les point mesurés et la droite ajustée.
Lire la limite de liquidité qui est la teneur en eau correspondant à 25 rotations.
- Exemple de courbe pour la Casagrande
7 - Limite de plasticité
Prélever une éprouvette d'environ 15 à 20 g de pâte préparé et la placer sur la plaque de malaxage.
Sécher au moyen d'un léger courant d'air la pâte partiellement jusqu'à ce qu'elle devienne plastique pour faire une boulette.
Pétrir la boulette entre les doigts et la rouler entre les paumes des mains jusqu'à les sol devient séché et de fines fissures apparaissant à sa surface..
Diviser la boulette en deux parties égales.
Diviser une partie en 3 sous-parties.
Pétrir chacune pour obtenir un rouleau d'environ 6 mm de diamètre.
Rouler le rouleau en arrière et en avant d'un mouvement régulier à la main, avec une légère pression jusqu'à ce que le rouleau se brise en morceaux après avoir atteint le diamètre de 3 mm .
Placer les morceaux des rouleaux dans un récipient.
Répéter les étapes précédentes pour les deux autre sous-parties, et les placer dans le même récipient.
Déterminer la teneur en eau des rouleaux en morceaux conformément à l'ISO 17892-1.
Appliquer ces étapes pour la deuxième partie de la pâte, dans un deuxième récipient.
Pour certains sols, il peut être difficile d'atteindre la condition exacte de morcellement des rouleaux, dans ce cas en déclare l'échantillon non plastique.
8 - Indice de plasticité
Calculer l'indice de plasticité IP à partir de la formule:
IP = WL - WP
Où :
WL est la limite de liquidité.
WP est la limite de plasticité.
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