Le poids volumique des grains du sol est noté γs, celui de l'eau γw.
Le poids volumique exprimé en kN/m3 est considéré comme négligeable pour l'air (pesée dans l'air) ; pour l'eau douce, il est égal à 9,81kN/m3, on prendra couramment 10kN/m3 ; si l'eau est salée, il convient de modifier la valeur en fonction de la salinité (l'eau de mer contient 25 à 30g de sels par litre, ce qui correspond à un facteur multiplicateur de 1,020 en moyenne).
Pour les grains, les valeurs sont plus différenciées en fonction de la minéralogie (voir tableau 2.1.), mais les valeurs les plus courantes sont comprises entre 26 et 28kN/m3 et à défaut d'autres informations, on sera souvent amené à prendre une valeur de 27kN/m3.
Minéral |
G |
| Quartz |
2,65 |
| Feldspaths K |
2,54 – 2,57 |
| Feldspaths Na – Ca |
2,62 – 2,76 |
| Calcite |
2,72 |
| Dolomite |
2,85 |
| Muscovite |
2,7 – 3,1 |
| Biotite |
2,8 – 3,2 |
| Chlorite |
2,6 – 3,9 |
| Pyrophyllite |
2,84 |
| Serpentine |
2,2 – 2,7 |
| Kaolinite |
2,61 – 2,64 |
| Halloysite |
2,55 |
| Illite |
2,60 – 2,86 |
| Montmorillonite |
2,74 – 2,78 |
| Attapulgite |
2,30 |
Tableau 2-1 : Valeurs de la densité relative G = γs/γw de différents minéraux
La présence de matières organiques dans le sol abaisse la valeur du poids volumique des grains.
On peut également parler de masse volumique (Mg/m3) ; pour l'eau à 20°C, elle est égale à 1 Mg/m3.
On définit la densité des grains G
G = γs/γw.
La compressibilité des divers constituants du sol est très différente :
- l’air est très compressible ;
- l’eau a un module de compressibilité volumique qui est de l’ordre de 2.109 Pa à 20°C ;
les grains ont un module de compressibilité de 5.1010 Pa. (Ils sont donc environ 25 fois moins compressibles que l’eau).
Dans les problèmes courants de la mécanique des sols (domaine de contraintes peu élévées), on considère en première approximation que l'eau et les grains sont incompressibles.
