Un essai de flexion pour la détermination de la limite plastique Atterberg dans les sols

L'objectif général de cette nouvelle procédure est de déterminer la limite de plasticité des sols en mesurant les déformations en flexion. La méthode traditionnelle de roulage de fil est fortement influencée par le niveau d'expérience des opérateurs en laboratoire ; une approche alternative est donc proposée. Cette méthode permet d'obtenir la limite de plasticité selon un critère clair et objectif.

Par conséquent, les résultats obtenus sont très fiables pour classer et identifier les sols à des fins botaniques. Le principal avantage de cette technique est qu'elle est non seulement rapide, simple et peu coûteuse, mais aussi précise et exempte d'interprétations subjectives. À partir d'un échantillon de sol fin, séchez-le à 60 degrés Celsius ou moins, selon les besoins.

Ensuite, désagréger manuellement le sol à l'aide d'un mortier. De préférence, utiliser un pilon gainé de caoutchouc afin d'éviter de briser les particules de sable. Puis, faire passer l'échantillon à travers un tamis de 0,4 millimètre et éliminer le sol retenu sur le tamis.

Prélevez maintenant environ 20 à 40 grammes de sol et humidifiez-les sur une plaque en verre non absorbante. Malaxez ensuite l'échantillon à l’aide d'une spatule métallique jusqu'à obtention d'un mélange homogène sol-eau. En portant des gants en latex, roulez le mélange en une boule de trois à cinq centimètres de diamètre.

À présent, formez une deuxième boule avec plus ou moins d'eau que la première, de sorte que les boules aient une teneur en humidité différente. Les deux boules de sol ne doivent ni s'effriter ni coller lorsqu'on les manipule. Ensuite, enveloppez chaque boule de sol dans un film plastique et placez-les dans un sac hermétique.

Conserver le sac pendant 24 heures dans des conditions hermétiques. Après la période de tempérage, porter des gants en latex et aplatir la motte de sol sur une plaque de verre lisse en une galette d'une épaisseur d'environ trois millimètres. Garder la surface de la galette recouverte de film étirable afin d'éviter la perte d'humidité.

Ensuite, à l’aide d’un filière, réduire l’épaisseur à exactement trois millimètres. Découper maintenant les bords irréguliers de la masse de sol aplatie à l’aide d’une spatule, et former des bandes de sol d’au moins 52 millimètres de longueur et de trois millimètres de largeur. Puis, rouler la bande de sol avec la filière jusqu’à ce que la section carrée devienne juste ronde, de sorte qu’elle ait un diamètre de trois millimètres.

Si la bande est trop sèche et friable, ou trop collante, répétez le test en utilisant un sol contenant plus ou moins d’eau. Ensuite, placez le filament de sol à côté de la face avant du modèle de filament, et utilisez la largeur du modèle pour obtenir un cylindre mesurant exactement 52 millimètres de long. Retournez maintenant le modèle de filament à l’envers, puis mettez la pièce cylindrique en contact avec la partie centrale du filament de sol.

Placer les poussoirs en acier en contact avec le centre du filament de sol. Ensuite, déplacer soigneusement les poussoirs en acier vers les extrémités du filament de sol selon un trajet circulaire. Répéter ce mouvement jusqu'au point de fissuration.

Si la première fissure apparaît près de l'une des extrémités du filament, continuer à plier l'autre extrémité jusqu'à ce que la seconde fissure apparaisse à l'extrémité opposée. Ensuite, retirer le moule à filament et utiliser un pied à coulisse pour mesurer la distance entre la partie centrale de chaque extrémité avec une précision de 0,1 millimètre. Puis, placer le filament de sol dans un récipient de masse connue, et le couvrir afin d'éviter toute perte d'humidité.

Si les déformations par flexion sont si importantes que même les extrémités du filament entrent en contact, retirez les poussoirs et le modèle de filament, puis continuez à plier le filament de sol à la main jusqu'au point de fissuration. Mesurez alors la distance entre les extrémités du filament et enregistrez une valeur négative. À partir du sol excédentaire, formez d'autres filaments supplémentaires, mais ne coupez pas leurs extrémités.

Conservez-les dans le même récipient et recouvrez-le à nouveau. Préparez maintenant un deuxième filament de sol de 52 millimètres de long, comme le premier. Répétez le processus de flexion sur le deuxième filament de sol.

Si les résultats sont similaires, ne pas tordre davantage de fils. S'ils diffèrent, façonner et tordre au moins un autre fil de sol, jusqu'à l'obtention de mesures concordantes. Une fois qu'un minimum de cinq grammes de fils est obtenu, noter la masse du récipient contenant les fils de sol avec une précision d'au moins 01 gramme.

À présent, répétez l'ensemble du processus pour la seconde boule de terre. Commencez par placer les deux récipients contenant les échantillons de terre à nu dans une étuve à 105 degrés Celsius pour sécher la terre pendant au moins 18 heures. Le lendemain, placez les récipients dans un dessiccateur.

Une fois qu'ils ont refroidi à la température ambiante, enregistrez leurs masses avec une précision d'au moins 01 gramme. Ensuite, replacez les récipients dans le même four pendant au moins six heures supplémentaires. Refroidissez-les à nouveau dans un dessiccateur et mesurez leur masse.

Continuez à répéter ce processus jusqu'à ce que deux mesures consécutives du poids soient exactement identiques, ce qui correspond au poids du sol à l'état sec. Ensuite, pour chaque échantillon de sol, à l'aide de la teneur en eau connue, W, et de sa déformation au moment de la fissuration, B, calculez la limite de plasticité de chaque échantillon. Puis, utilisez la valeur moyenne pour caractériser le sol.

Le nombre, auquel on soustrait 0,108, dans l'équation de la limite de plasticité, correspond à la valeur moyenne de la pente finale obtenue dans une étude antérieure comportant une inversion multiple, dans laquelle 24 sols ont été testés. Le nombre 2,135 fait référence à la valeur moyenne de courbure correspondant à la limite de plasticité sur la courbe de flexion pour ces 24 sols, conformément à notre essai initial à points multiples. Les limites de plasticité calculées à partir de 30 sols à l’aide de l’essai de flexion décrit ont été comparées à celles obtenues par l’essai de flexion multipoints d’origine et par l’essai normalisé de roulement.

Chaque essai a été réalisé par un opérateur hautement expérimenté, et les résultats étaient très similaires. Les résultats de la limite de plasticité obtenus par le nouvel essai de flexion étaient fortement corrélés à ceux de l'essai de flexion d'origine et à l'essai normalisé de roulage de mèche. La plupart des résultats étaient parfaitement corrélés, même avec des sols de très faible plasticité.

Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment la limite de plasticité peut être déterminée instantanément et avec précision grâce à un essai simple dans lequel l'opérateur n'a pas un rôle déterminant dans le résultat final. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en cinq à dix minutes. Elle peut donc être encore plus rapide que l'essai traditionnel.

En plus de sa rapidité d'exécution, la simplicité, le faible coût et la précision de ce test le rendent facilement accessible à tout laboratoire. Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs et aux entreprises dans les domaines de la géotechnique, de l'agriculture, de la céramique et de la science des sols pour obtenir des résultats plus fiables concernant la limite de plasticité.