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Essai scissométrique



L'essai au scissomètre de chantier peut être considéré comme l'essai de référence pour l'étude de la stabilité des ouvrages sur sols mous. Un moulinet cruciforme de hauteur H et de diamètre D est introduit


extrait de [22]


dans le sol jusqu'au niveau où l'on veut exécuter la mesure. La rotation du moulinet, auquel on applique un moment de torsion, cisaille le sol suivant une surface cylindrique circonscrite au moulinet.

Le rapport des valeurs enregistrées permet de tracer un diagramme représentant les moments de torsion, mesurés par un couplemètre , en fonction de l'angle de rotation θ du train de tiges.


extrait de [22]


On suppose qu'il y a rupture du sol lorsque le moment maximal Mmax est atteint. A ce moment maximal correspond la résistance au cisaillement maximale τmax Dans le cas des sols argileux saturés, cette résistance correspond à la cohésion non drainée cu.

Le domaine d'utilisation du scissomètre de chantier est limité aux sols fins, cohérents, peu consistants dont il donne la cohésion non drainée maximale cu, de 80 à 100 kPa ainsi que la valeur résiduelle cr et la sensibilité S=cr/cu,

Les résultats obtenus cr, cu et la pression d'enfoncement des tiges sont portés sur un graphique en fonction de la profondeur.

Lorsque H/D = 2, on adopte souvent comme valeur de la résistance aux contraintes tangentielles
Teta= (6/7).(Tmax/πD³) où Tmax est le couple maximal.

La vitesse d'exécution de l'essai influe sur la valeur de τ. Des vitesses allant de 0,1 à 1° par seconde donnent des différences de l'ordre de 20%.La vitesse adoptée est en général de 0,1°/sec. Elle est le minimum que l'on peut pratiquement réaliser à la main. Lorsqu'on procède à de grandes profondeurs, il faut également tenir compte dans le calcul de la vitesse, de la déformation élastique de l'arbre.

Le scissomètre peut être utilisé dans un forage preparé de n'importe quelle façon. Ce forage peut être tubé ou non. Le scissomètre est introduit dans le forage et on ajoute des rallonges à l'arbre de torsion jusqu à ce que I'appareil atteigne le fond du sondage. Le scissomètre est alors poussé dans le sol sans torsion à une profondeur suffisante pour être sous la zone remaniée par le forage. La profondeur la plus courante est de 45cm sous le fond du forage. L'arbre est alors tordu et on mesure le couple de torsion.

On peut aussi utiliser le scissomètre dans des argiles molles, sans effectuer de forage au préalable, en enfonçant directement le scissomètre dans celles-ci. Dans ce cas, les palettes sont protégées pendant l'enfoncement par une pièce moulée ou un simple tube. Ensuite, le scissomètre est poussé hors de sa gaine et l'essai est effectué. Dans les sols de consistance très molle, il est possible de procéder ainsi jusqu'à des profondeurs de l'ordre de 15m.

Enfin, les limitations de l'essai au scissomètre sont les suivantes:

- des précautions doivent être prises pour ne pas remanier le sol à essayer ;

- la présence de pierres dans le voisinage du scissomètre influence les résultats. Il en est de même pour les limons et les sables, par couches ou par lentilles ;

- la rupture se fait suivant une direction verticale et ne correspond pas nécessairement à une rupture oblique dans un sol anisotrope ;

- l'essai donne la résistance au cisaillement non drainé ;

- la résistance le long des surfaces horizontales de rupture est difficile à estimer avec précision. Pour cette raison on utilise parfois des scissomètres à axes concentriques avec des moulinets de garde au-dessus et en dessous du moulinet de mesure.

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