projet de pnm iso 17892-5 norme marocaine ic 201 · 2019. 2. 25. · iso 17892-3, reconnaissance et...

ICS : 13.080.20; 93.020

Cette norme annule et remplace la norme NM 00.8.123 homologuée en

Correspondance

La présente norme est une reprise intégrale de la norme ISO 17892-5 : 2017.

Droits d'auteurDroit de reproduction réservés sauf prescription différente aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé électronique ou mécanique y compris la photocopie et les microfilms sans accord formel. Ce document est à usage exclusif et non collectif des clients de l'IMANOR, Toute mise en réseau, reproduction et rediffusion, sous quelque forme que ce soit, même partielle, sont strictement interdites.

© IMANOR 2019 – Tous droits réservésInstitut Marocain de Normalisation (IMANOR) Angle Avenue Kamal Zebdi et Rue Dadi Secteur 21 Hay Riad - Rabat Tél : 05 37 57 19 48/49/51/52 - Fax : 05 37 71 17 73 Email : [email protected]

PNM ISO 17892-5 IC 13.1.193

2019

Norme Marocaine homologuée

Par décision du Directeur de l’Institut Marocain de Normalisation N° , publiée au B.O N°

Projet de Norme Marocaine

Reconnaissance et essais géotechniques Essais de laboratoire sur les sols Partie 5 : Essai à l'œdomètre sur sol saturé

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PNM ISO 17892-5 : 2019

Avant-Propos National

L’Institut Marocain de Normalisation (IMANOR) est l’Organisme National de Normalisation. Il a été créé

par la Loi N° 12-06 relative à la normalisation, à la certification et à l’accréditation sous forme d’un

Etablissement Public sous tutelle du Ministère chargé de l’Industrie et du Commerce.

Les normes marocaines sont élaborées et homologuées conformément aux dispositions de la Loi N° 12- 06 susmentionnée.

La présente norme marocaine NM ISO 17892-5 a été examinée et adoptée par la Commission de Normalisation des travaux géotechniques (102).

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Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................ivIntroduction ..................................................................................................................................................................................................................................v1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 12 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 13 Termesetdéfinitions ....................................................................................................................................................................................... 24 Symboles ....................................................................................................................................................................................................................... 25 Matériel .......................................................................................................................................................................................................................... 36 Procédure d'essai ................................................................................................................................................................................................ 7

6.1 Exigences générales ............................................................................................................................................................................ 76.2 Préparation des éprouvettes ....................................................................................................................................................... 7

6.2.1 Sélection de la méthode de préparation ...................................................................................................... 76.2.2 Taille à partir d'un échantillon en bloc ou continu ............................................................................. 76.2.3 Extrusion à partir d'un tube d'un diamètre supérieur à celui de l'anneau ................... 76.2.4 Éprouvettes recompactées ...................................................................................................................................... 8

6.3 Mesure ............................................................................................................................................................................................................ 86.4 Préparation de l'appareil ............................................................................................................................................................... 8

6.4.1 Assemblage des cellules ............................................................................................................................................ 86.4.2 Assemblage dans le cadre de charge .............................................................................................................. 8

6.5 Chargement ................................................................................................................................................................................................ 96.5.1 Séquence de chargement .......................................................................................................................................... 96.5.2 Application des charges ............................................................................................................................................. 9

6.6 Démontage ............................................................................................................................................................................................... 107 Résultats d'essai .................................................................................................................................................................................................11

7.1 Généralités ............................................................................................................................................................................................... 117.2 Valeurs initiales ................................................................................................................................................................................... 11

7.2.1 Généralités ......................................................................................................................................................................... 117.2.2 Teneur en eau initiale ...............................................................................................................................................117.2.3 Masse volumique et masse volumique sèche initiales .................................................................11

7.3 Caractéristiques de compressibilité .................................................................................................................................. 117.3.1 Généralités ......................................................................................................................................................................... 117.3.2 Hauteur de l'éprouvette .......................................................................................................................................... 117.3.3 Déformation verticale ...............................................................................................................................................127.3.4 Indice des vides ..............................................................................................................................................................127.3.5 Diagramme de contrainte de compression ............................................................................................12

8 Rapport d'essai ...................................................................................................................................................................................................138.1 Génération de rapports obligatoires ................................................................................................................................. 138.2 Génération de rapports facultatifs ...................................................................................................................................... 14

Annexe A (normative)Étalonnage,maintenanceetvérifications .......................................................................................15Annexe B (informative) Calculs supplémentaires ...............................................................................................................................19Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................29

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Sommaire Page

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Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www .iso .org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/avant -propos.

L'ISO 17892-5 a été élaborée par le comité technique CEN/TC 341, Reconnaissance et essais géotechniques, en collaboration avec le comité technique ISO/TC 182, Géotechnique, conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).

L'ISO 17892-5 annule et remplace l'ISO/TS 17892-5:2004 qui a fait l'objet d'une révision technique. Il imcorpore également le Corrigendum technique ISO/TS 17892-5:2004/Cor 1:2006.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 17892 se trouve sur le site web de l’ISO.

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https://www.iso.org/fr/directives-and-policies.html

https://www.iso.org/fr/directives-and-policies.html

https://www.iso.org/fr/iso-standards-and-patents.html

https://www.iso.org/fr/foreword-supplementary-information.html

ISO 17892-5:2017(F)

Introduction

Le présent document couvre des domaines de la géotechnique qui n'ont pas encore été normalisés au niveau international. Il vise à présenter les usages appliqués dans les différents pays, mais n'anticipe pas les différences notables avec les documents nationaux. Le présent document se fonde sur les usages internationaux (voir [1]).

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Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols —

Partie 5: Essai à l'oedomètre sur sol saturé

1 Domaine d'application

La présente Norme internationale spécifie des méthodes de détermination des caractéristiques de compressibilité des sols par essai à l'œdomètre sur sol saturé.

La présente Norme internationale est applicable à la détermination en laboratoire des caractéristiques de compression et de déformation du sol dans le domaine d'application de la reconnaissance géotechnique.

L'essai à l'œdomètre est réalisé sur une éprouvette d'essai cylindrique confinée latéralement par un anneau rigide. L'éprouvette est soumise à un chargement ou déchargement vertical et axial par paliers, tout en étant drainée axialement par le haut et par le bas. Les essais peuvent être réalisés sur des éprouvettes de sol non remanié ou remanié.

Les chemins de contraintes et les conditions de drainage sous des fondations sont généralement tridimensionnels, et des différences peuvent apparaître au niveau des valeurs calculées pour le tassement ou pour sa vitesse.

La petite dimension de l'éprouvette ne permet généralement pas de représenter correctement les hétérogénéités présentes dans les sols naturels.

L'analyse d'un essai de consolidation repose généralement sur l'hypothèse que le sol est saturé. Dans le cas de sols non saturés, certains paramètres déduits de l'essai peuvent ne pas être corrects.

NOTE Le présent document satisfait aux exigences de détermination des caractéristiques de compressibilité des sols par essai à l'œdomètre pour la reconnaissance et les essais géotechniques conformément à l'EN 1997-1 et à l'EN 1997-2.

2 Références normatives

Les documents suivants sont cités en référence de manière normative, en intégralité ou en partie, dans le présent document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 14688-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Dénomination, description et classification des sols — Partie 1: Dénomination et description

ISO 17892-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 1: Détermination de la teneur en eau

ISO 17892-2, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 2: Détermination de la masse volumique d’un sol fin

ISO 17892-3, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 3: Détermination de la masse volumique des grains

NORME INTERNATIONALE ISO 17892-5:2017(F)

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3 Termesetdéfinitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.

L'ISO et la CEI tiennent à jour des bases de données terminologiques pour la normalisation aux adresses suivantes:

— IEC Electropedia: disponible sur http: //www .electropedia .org/

— Plate-forme de navigation en ligne de l'ISO: disponible à l'adresse http: //www .iso .org/obp

3.1surpression interstitiellepression interstitielle dépassant la pression interstitielle d'équilibre à la fin de la consolidation

3.2consolidation primaireprocessus au cours duquel l'indice des vides d'une éprouvette diminue suite à l'augmentation de la contrainte effective en raison de la variation de la surpression interstitielle sous une contrainte totale constante Au cours de la consolidation primaire, la variation du volume en fonction du temps est principalement contrôlée par les conditions de drainage

3.3compression secondaireprocessus au cours duquel la compression se produit indépendamment de la dissipation de la surpression interstitielle. Au cours de la compression secondaire, la variation du volume en fonction du temps est contrôlée par des facteurs autres que les conditions de drainage

3.4gonflementexpansion due à une réduction de la contrainte ou à une augmentation de la teneur en eau

3.5Pressiondegonflementpression nécessaire pour maintenir un volume constant (c'est-à-dire pour empêcher l'absorption d'eau) lorsqu'un sol est inondé d'eau

4 Symboles

Pour les besoins du présent document, les symboles suivants s'appliquent.

A section de l'éprouvette (mm2)

D diamètre de l'anneau de l'œdomètre (mm)

df lecture de la jauge de déformation à la fin d'un incrément de charge

di lecture de la jauge de déformation au début d'un incrément de charge

ef indice des vides de l'éprouvette à la fin d'un palier, à savoir l'indice des vides de l'éprouvette au début du palier suivant

e0 indice des vides initial, à savoir l'indice des vides de l'éprouvette au début de l'essai

H hauteur moyenne de l’anneau de l’oedomètre (mm)

Hf hauteur de l'éprouvette à la fin d'un palier (mm)

Hi hauteur initiale, à savoir la hauteur de l'éprouvette au début d'un palier (mm)

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http://www.electropedia.org/

http://www.iso.org/obp

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Hs hauteur équivalente des solides (mm)

H0 hauteur initiale, à savoir la hauteur de l'éprouvette au début de l'essai (mm)

md masse sèche de l'éprouvette (g)

w0 teneur initiale en eau de l'éprouvette (%)

εv,f déformation verticale à la fin d'un incrément, la compression étant définie comme une déforma-tion positive (%)

ρ masse volumique initiale de l'éprouvette (Mg/m3)

ρd masse volumique sèche initiale de l'éprouvette (Mg/m3)

ρs masse volumique des grains (Mg/m3)

σ´v contrainte effective verticale (kPa)

5 Matériel

Pour connaître les exigences d'étalonnage du matériel ci-dessous, se reporter à l'Annexe A.

5.1 Anneau de l'œdomètre

L'anneau doit être constitué de métal résistant à la corrosion ou d'un autre métal adaptable. Il doit disposer d'une extrémité très coupante. Sinon, il est également permis d'utiliser un anneau équipé d'une extrémité coupante temporaire. L'extrémité coupante et l'anneau de l'œdomètre doivent être inspectés visuellement avant chaque utilisation afin de vérifier qu'ils ne sont pas endommagés.

Les dimensions internes doivent satisfaire aux valeurs suivantes:

— diamètre (D): 35 mm minimum;

— hauteur (H): 12 mm minimum;

— rapport (D/H): 2,5 minimum.

La surface interne de l'anneau doit être lisse et peut être lubrifiée avec une fine couche de graisse de silicone, de gelée de pétrole ou de tout autre lubrifiant adapté.

L'anneau doit être soit confiné latéralement pour réduire l'expansion sous le chargement, soit être suffisamment rigide pour empêcher le diamètre interne de s'étendre de plus de 0,05 % lorsqu'il est soumis à la contrainte horizontale maximale appliquée par l'essai.

5.2 Plaques interstitielles

Les plaques interstitielles supérieure et inférieure doivent être constituées d'un matériau résistant à la corrosion et doivent permettre le drainage libre de l'eau tout en évitant l'intrusion interstitielle de grains de sol. Les surfaces supérieure et inférieure doivent être planes, propres et en bon état. Le matériau doit présenter une compressibilité négligeable sous la contrainte maximale susceptible d'être appliquée au cours de l'essai et doit être suffisamment épais pour éviter une rupture en charge.

Si nécessaire, un filtre en papier peut être utilisé pour empêcher l'intrusion du sol dans les pierres interstitielles. Cependant, la perméabilité des pierres et du filtre en papier doit être assez élevée pour empêcher un ralentissement du drainage de l'éprouvette.

Le diamètre de la plaque interstitielle supérieure doit être environ 0,5 mm inférieur au diamètre interne de l'anneau de l'œdomètre et doit dépasser d'au moins 85 % le diamètre de la plaque de chargement. Pour les sols fins meubles, la différence entre le diamètre de la plaque interstitielle et le


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diamètre interne de l'anneau peut nécessiter d'être réduite à 0,2 mm pour éviter une extrusion du sol. La plaque interstitielle supérieure peut être effilée en direction de sa face supérieure afin de réduire les risques de flexion provoqués par l'inclinaison. La disposition générale (Figure 1) suppose que le cadre de chargement permettra un mouvement latéral pour tenir compte de l'inclinaison du capot de chargement.

Dans une cellule à anneau fixe, la plaque interstitielle inférieure doit être suffisamment large pour supporter l'anneau de l'œdomètre.

Dans une cellule à anneau flottant, le diamètre de la plaque interstitielle inférieure doit être environ 0,5 mm inférieur au diamètre interne de l'anneau. La plaque interstitielle inférieure doit être identique à la plaque supérieure, mais effilée en direction de sa face inférieure.

a)Œdomètreàanneaufixe

b)Œdomètreàanneauflottant


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Légende1 capot de chargement2 retenue latérale de l’anneau3 corps de la cellule4 plaques interstitielles5 anneau de l'œdomètre

Figure 1 — Disposition générale de cellules œdométriques types

Avant d'être utilisées, les nouvelles plaques interstitielles doivent être saturées par ébullition dans de l'eau distillée ou déionisée pendant au moins 20 min et laisser refroidir.

La surface des plaques interstitielles ayant déjà été utilisées doit être nettoyée (à l'aide d'un chiffon en soie naturelle ou d'une brosse en nylon par exemple), puis une vérification de la perméabilité des plaques à l'eau et de l'absence de blocage interstitiel sur les grains de sol est effectuée.

Les plaques interstitielles doivent être suffisamment maintenues immergées dans l’eau avant utilisation. Pour les sols qui absorbent facilement l'eau (par exemple les argiles dures), les plaques interstitielles doivent être séchées à l'air immédiatement avant l'utilisation.

5.3 Corps de la cellule

Le corps de la cellule doit être constitué de métal résistant à la corrosion ou de tout autre matériau adéquat.

Une cellule à anneau fixe [voir Figure 1 a)] doit accepter l'anneau de l'œdomètre et doit être suffisamment rigide pour empêcher toute déformation latérale considérable de l'anneau en charge.

Une cellule à anneau flottant [voir Figure 1 b)] doit prévoir une distance d'isolement suffisante autour du périmètre extérieur de l'anneau.

La cellule assemblée doit être étanche et doit contenir de l'eau de façon à submerger la plaque interstitielle supérieure.

Tous les composants doivent être constitués de matériaux qui résistent à la corrosion par réaction électrochimique entre eux ou avec le sol et l'eau interstitielle.

5.4 Capot de chargement

Le capot de chargement doit être suffisamment rigide pour permettre une déformation négligeable en charge.Il doit être ajusté avec un siège de chargement central et doit être assemblé au centre de la cellule de consolidation.

Le capot de chargement doit être doté de perforations ou sillons permettant le drainage libre de l'eau interstitielle.

5.5 Mesure de la déformation

L'appareil de mesure de la déformation doit avoir une résolution minimale de 0,01 % de la hauteur d'éprouvette initiale et une précision minimale de 0,1 % de la hauteur d'éprouvette.

La mesure de la déformation du sol à soumettre à essai doit utiliser un dispositif approprié pour la mesure et l'affichage/enregistrement comme indiqué ci-dessus, par exemple un comparateur à cadran ou un transducteur de déplacement électrique.


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5.6 Cadre de chargement

Le cadre de chargement doit permettre l'application de contraintes verticales agissant de manière centrale sur le capot de chargement uniquement. Le cadre peut appliquer une charge soit par addition de poids physiques, soit par d'autres moyens mécaniques, hydrauliques, pneumatiques ou électromécaniques.

La contrainte verticale appliquée à l'éprouvette doit être précise à au moins 1 % de la contrainte prévue ou 1 kPa (selon la valeur la plus élevée des deux). La contrainte doit rester constante dans ces limites tout au long de la durée d'un chargement par paliers. Le mécanisme doit permettre l'application d'un palier de charge donné dans une période de 2 s sans impact significatif.

Des agencements adaptés doivent être réalisés afin de garantir la stabilité du cadre de charge ou d'un groupe de cadres de charge lorsque le chargement est complet. Le cadre de charge ou le groupe de cadres de charge peuvent ainsi être ancrés au sol à l'aide de boulons. Le cadre de charge ne doit pas être exposé à des vibrations.

5.7 Appareillage auxiliaire

L'appareillage auxiliaire est constitué des éléments suivants:

— balance, précision de 0,01 g ou 0,1 % de la masse pesée (selon la valeur la plus élevée des deux);

— minuterie lisible à 1 s;

— thermomètre à valeurs maximales/minimales lisible à 1 °C;

— disque en métal avec faces d'extrémité planes, lisses et parallèles. Le diamètre doit être environ 1 mm inférieur au diamètre interne de l'anneau de l'œdomètre tandis que la hauteur doit être identique à celle de l'anneau;

— appareil de détermination de la teneur en eau;

— appareil de détermination de la masse volumique des grains;

— calibres à vernier ou numériques mesurant des valeurs jusqu'à 0,05 mm.

5.8 Appareil pour la préparation des éprouvettes

L'appareil pour la préparation des éprouvettes est constitué des éléments suivants:

— outils de découpe et de taille (ex.: fil à fromages, fil hélicoïdal, couteau aiguisé, scalpel);

— spatules;

— appareil de coupe à niveau intégré;

— niveau;

— équerre à lame d'acier;

— plaque de verre plane;

— matériel d'extrusion et gabarit de serrage (pour la préparation et la taille des éprouvettes à partir d'un échantillon en tube).

5.9 Eau

L'eau ajoutée à la cellule pour submerger l'échantillon ne doit pas influencer les résultats de l'essai. L'eau distillée ou déionisée peut être utilisée, mais il convient (s'il y a lieu) d'utiliser une eau d'une composition chimique identique à l'eau interstitielle.


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6 Procédure d'essai

6.1 Exigences générales

Le diamètre moyen du grain le plus large dans une éprouvette ne doit normalement pas dépasser un cinquième de la hauteur de l'anneau.

La teneur initiale en eau (w0) doit être déterminée conformément à la norme ISO 17892-1 sur les rognures de sol.

6.2 Préparation des éprouvettes

6.2.1 Sélection de la méthode de préparation

6.2.1.1 Les éprouvettes d'essai peuvent être préparées à l'aide de l'une des méthodes suivantes, en fonction du type d'échantillon disponible:

— découpage à partir d'un échantillon non perturbé extrudé à partir de son tube de prélèvement ou d'un échantillon en bloc;

— extrusion directement dans un anneau d'oedomètre à partir d'un tube échantillon d'un diamètre supérieur à celui de l'anneau;

— recompactage, remoulage, reconstitution ou reconsolidation des sols perturbés.

6.2.1.2 L'arête de coupe et l'état de l'anneau de l'oedomètre doivent être visuellement vérifiés pour être exempts de dommages avant chaque utilisation.

6.2.2 Taille à partir d'un échantillon en bloc ou continu

6.2.2.1 Une surface horizontale plane doit être préparée sur l'échantillon d'un diamètre supérieur à celui de l'anneau de l'œdomètre.

6.2.2.2 L'échantillon doit être placé sur l'appareil de taille, l'anneau doit être installé sur son support et l'extrémité coupante doit être abaissée sur la surface préparée.

6.2.2.3 L'anneau doit être progressivement enfoncé dans l'échantillon jusqu'à ce qu'il soit rempli par le sol et que l'excédent dépasse par le haut. Les prélèvements de sol coupés doivent être retirés afin de ne pas gêner le déplacement de l'anneau.

6.2.2.4 En ce qui concerne les sols rigides, l'échantillon doit être taillé en amont de l'anneau en dépassant le diamètre interne de l'anneau d'environ 1 mm ou 2 mm afin que l'extrémité coupante retire la fine couche restante.

6.2.2.5 L'échantillon doit être coupé en dessous de l'anneau pour retirer ce dernier ainsi que le sol contenu.

6.2.2.6 Chaque extrémité de l'éprouvette doit être taillée à l'aide d'outils adaptés pour découper petit à petit la partie excédentaire du sol. Les extrémités doivent être vérifiées et doivent être planes et arasées au niveau de chaque extrémité de l'anneau.

6.2.3 Extrusion à partir d'un tube d'un diamètre supérieur à celui de l'anneau

6.2.3.1 Le tube d'échantillonnage doit être intégré à l'appareil d'extrusion et fixé en place.


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6.2.3.2 Tout sol remanié doit être extrudé à travers l'extrémité du tube, et la surface du sol restant dans le tube doit être arasée jusqu'à ce qu'elle soit plane.

6.2.3.3 Le serrage de l'anneau de l'œdomètre doit être fixé à l'extrudeur et à l'anneau de l'œdomètre en contact direct avec la surface du sol arasée. L'échantillon doit être extrudé à travers l'anneau de l'œdomètre, puis retiré du socle.

6.2.3.4 Chaque extrémité de l'éprouvette doit être taillée à l'aide d'outils adaptés pour découper petit à petit la partie excédentaire du sol. Les extrémités doivent être vérifiées et doivent être planes et arasées au niveau de chaque extrémité de l'anneau.

6.2.4 Éprouvettes recompactées

6.2.4.1 Des échantillons de sol remanié doivent être préparés par compactage du sol dans un moule adapté (ex.: moule de compactage) pour obtenir soit la teneur en eau exigée pour l'application de l'effort de compactage adapté, soit la masse volumique sèche spécifiée.

6.2.4.2 L'échantillon doit être extrudé à travers le moule, et l'éprouvette d'essai doit être préparée à l'aide de l'une des méthodes susmentionnées (6.2.2 ou 6.2.3). En cas de sol friable, il peut s'avérer nécessaire de compacter directement le sol dans l'anneau de l'œdomètre. Il convient de procéder à des tentatives pour établir le degré de compactage contrôlé nécessaire à l'obtention de la masse volumique désirée.

6.3 Mesure

6.3.1 Immédiatement après la préparation, le sol et l'anneau doivent être pesés à 0,01 g près et la masse de l'éprouvette doit être calculée.

6.3.2 Les valeurs du diamètre, de la hauteur et du volume de l'éprouvette peuvent être estimées identiques aux dimensions internes correspondantes de l'anneau.

6.3.3 Il convient de débuter l'essai immédiatement après la préparation de l'éprouvette. Si un court délai est inévitable, il convient d'envelopper l'échantillon afin d'éviter une variation de la teneur en eau.

6.4 Préparation de l'appareil

6.4.1 Assemblage des cellules

6.4.1.1 L'eau doit pouvoir être drainée librement par les plaques interstitielles. Il convient de retirer l'excédent d'eau à la surface avant de la placer dans la cellule de consolidation. Pour les sols absorbant rapidement l'eau (comme l'argile raide), les plaques interstitielles doivent être séchées à l'air ambiant avant d'être placées.

6.4.1.2 La plaque interstitielle inférieure, l'éprouvette dans son anneau de l'œdomètre et la plaque interstitielle supérieure doivent respecter un alignement convenable dans la cellule de consolidation (voir Figure 1). Des filtres en papier peuvent être placés entre l'éprouvette et les plaques interstitielles. Placer le capot de chargement au centre de la plaque interstitielle supérieure.

6.4.2 Assemblage dans le cadre de charge

6.4.2.1 La cellule de consolidation doit être placée en position sur l'appareil.


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6.4.2.2 Une faible pression de siège ne dépassant pas 3 kPa (en plus de la contrainte due au poids du capot et de la plaque interstitielle supérieurs) doit être appliquée à l'éprouvette pour garantir un contact adéquat entre le système de chargement et le sol. L'assemblage du capot supérieur et du cadre de charge doit faire l'objet d'un soin particulier de manière que la charge soit appliquée axialement sans imposer d'inclinaison au capot supérieur.

6.4.2.3 L'appareil de mesure de déformation doit être fixé en place, et la mesure initiale correspondant à une déformation nulle doit être enregistrée.

6.4.2.4 Relever et enregistrer la mesure temporelle initiale.

6.4.2.5 En cas d'utilisation d'un système à faisceaux compensés, le faisceau doit être équilibré avant l'essai. Il convient que l'inclinaison initiale du faisceau vers le haut soit à peu près égale à son inclinaison vers le bas sous l'application d'un chargement maximal afin que la position moyenne au cours de l'essai soit horizontale. Pour de nombreux types d'appareils, l'inclinaison du faisceau n'est pas déterminante.

6.5 Chargement

6.5.1 Séquence de chargement

6.5.1.1 Il convient de définir la séquence des contraintes à appliquer à l'éprouvette en tenant compte de la nature du sol, de l'historique de la contrainte sur site estimée et des paramètres exigés pour l'essai. Pour les sols meubles, les contraintes appliquées seraient généralement plus faibles que pour des sols rigides.

6.5.1.2 Il convient d'appliquer un minimum de sept étapes de chargement même si des paliers de chargement ascendants ou descendants supplémentaires peuvent être nécessaires pour définir entièrement la plage potentielle des paramètres de consolidation, notamment de la contrainte de préconsolidation ou de la résistance du matériau.

6.5.1.3 Pour les sols présentant une tendance au gonflement, si la contrainte verticale initiale sélectionnée est inférieure à la pression de gonflement, l'introduction de l'eau dans l'éprouvette (voir 6.5.2) devra faire l'objet d'une attention particulière.

6.5.1.4 Les étapes de chargement correspondent habituellement à une augmentation de la contrainte verticale par un facteur de deux pour chaque étape supplémentaire dans la séquence de charge.

Note Le fait de doubler chaque charge dans les séquences mène à une distribution homogène des points de données sur un tracé de contrainte logarithmique.

6.5.1.5 Il convient que la contrainte verticale la plus élevée à appliquer soit supérieure par un facteur d'au moins cinq à la contrainte verticale maximale susceptible de se produire sur site. Si la contrainte de préconsolidation apparente σ´p (ou résistance du matériau) doit être déterminée, il convient d'étendre la charge pour déterminer la pente de la droite de compression vierge sur un tracé de contrainte logarithmique. Pour certains sols, des contraintes très élevées peuvent être exigées.

6.5.1.6 Il est recommandé d'inclure un ou plusieurs cycles de charge/recharge pour évaluer et atténuer les effets de remaniement de l'échantillon et la conformité du système. En règle générale, il convient d'appliquer au moins deux étapes de déchargement au cours de chaque cycle de déchargement.

6.5.2 Application des charges

6.5.2.1 Le résultat de mesure de déformation doit être enregistré comme la mesure initiale pour l'étape du palier de charge (di).


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6.5.2.2 La charge exigée doit être appliquée avec précision, sans à-coup, dans un délai de 2 s. Sinon, un système de levage doit être utilisé pour supporter le levier articulé pendant que les poids sont ajoutés sur le support. Au même moment, la minuterie doit être déclenchée.

6.5.2.3 L'eau doit être introduite dans la cellule de façon à submerger la partie supérieure de la pierre interstitielle. Toutefois, s'il existe des risques que l'échantillon puisse gonfler sous la contrainte appliquée, il est permis d'ajouter l'eau après l'étape 6.5.2.4.

6.5.2.4 Si l'éprouvette commence à gonfler, ce phénomène peut être évité en augmentant immédiatement la contrainte verticale appliquée à la charge suivante dans la séquence. Si la contrainte verticale initiale sélectionnée est faible et que la pression de gonflement est clairement supérieure, cette opération peut nécessiter d'être répétée deux fois ou plus.

6.5.2.5 Les résultats de mesure de déformation doivent être enregistrés à des intervalles de temps adéquats afin de permettre aux graphiques cités en B.5.1 d'être tracés avec suffisamment de détails pour pouvoir être interprétés. Pour chaque palier, les intervalles de mesure suivants sont conseillés: 0 s, 10 s, 20 s, 30 s, 40 s, 50 s, 1 min, 2 min, 4 min, 8 min, 15 min, 30 min, 1 h, 2 h, 4 h, 8 h, 24 h. Le cas échéant, il convient d'enregistrer les mesures suivantes au minimum au début, au milieu et à la fin de chaque journée de travail. Si la détermination de la valeur cv n'est pas exigée, des mesures d'une telle fréquence peuvent ne pas être nécessaires.

6.5.2.6 Les résultats de mesure de déformation doivent être tracés par rapport au logarithme du temps et/ou à la racine carrée du temps (voir Figure B.3 et Figure B.4). La contrainte verticale doit être maintenue jusqu'à ce que les mesures tracées indiquent l'achèvement de la consolidation primaire. Si le coefficient de compression secondaire Cα est exigé pour un palier de pression donné, il convient que la durée dudit palier soit suffisante pour permettre l'établissement de la partie linéaire du tracé temps/décision du journal.

NOTE La consolidation primaire doit être achevée pour chaque étape de chargement. Une période normale correspond à une durée de 24 h. Des périodes plus longues ou plus courtes pourraient convenir, en fonction du type de sol.

6.5.2.7 Le résultat de mesure de déformation, df, doit être enregistré à la fin de l'étape du palier de charge. Ce résultat devient la mesure initiale di pour l'étape suivante.

6.5.2.8 La contrainte verticale doit être augmentée (ou diminuée) à la valeur suivante dans la séquence (voir 6.5.2.2 ci-dessus), puis les étapes de 6.5.2.6 à 6.5.2.7 doivent être répétées.

6.6 Démontage

6.6.1 À la fin de l'essai, l'eau doit être drainée à partir de la cellule et des plaques interstitielles. Tout excédent d'eau doit être retiré de la cellule, avec un tissu absorbant par exemple.

6.6.2 La contrainte verticale doit cesser d'être appliquée à l'éprouvette, et la cellule doit être retirée et démontée.

6.6.3 La masse humide de l'ensemble de l'éprouvette de sol doit être déterminée, et la teneur en eau doit être déterminée par séchage de l'ensemble de l'éprouvette ou d'une partie représentative de l'éprouvette, conformément à l'ISO 17892-1.

6.6.4 Couper l'échantillon ouvert pour permettre l'identification et l'enregistrement de toute structure interne ou inhomogénéité.


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7 Résultats d'essai

7.1 Généralités

Les articles suivants décrivent les calculs et tracés obligatoires pour la génération de rapports. Des exemples et suggestions de rapports facultatifs sont donnés à l'Annexe B.

7.2 Valeurs initiales

7.2.1 Généralités

Il convient idéalement que les valeurs reportées se basent sur des mesures réalisées sur l'ensemble de l'éprouvette.

7.2.2 Teneur en eau initiale

Il convient de déterminer la teneur en eau initiale, w0 (%), à partir de la masse humide initiale de l'éprouvette et de la masse finale de l'éprouvette après séchage. La masse finale de l'éprouvette après séchage peut être mesurée directement ou calculée à partir des valeurs finales de masse humide et de teneur en eau. La teneur en eau initiale déduite à partir des tailles d'échantillon peut être utilisée en guise d'alternative.

Si l'eau interstitielle contient des minéraux dissous, une correction peut être exigée pour pallier la perte de ces minéraux au cours de la consolidation.

7.2.3 Masse volumique et masse volumique sèche initiales

La masse volumique et la masse volumique sèche initiales, ρ et ρd (Mg/m3), doivent être déterminées par mesure linéaire conformément à ISO 17892-2.

7.3 Caractéristiques de compressibilité

7.3.1 Généralités

Les caractéristiques de compressibilité doivent être illustrées en représentant graphiquement une mesure de la compression de l'éprouvette (en ordonnée) par rapport à la pression correspondante appliquée σ´v (kPa) (en abscisse) sur une échelle logarithmique et/ou linéaire. Les mesures recommandées pour la compression de l'éprouvette comprennent les éléments suivants:

— la déformation verticale exprimée sous forme du pourcentage de variation de la hauteur par rapport à la hauteur initiale de l'éprouvette;

— l'indice des vides.

7.3.2 Hauteur de l'éprouvette

7.3.2.1 Les différentes hauteurs de l'éprouvette, Hf (mm), à la fin de chaque étape de chargement/déchargement sont calculées à partir des résultats de mesure de déformation, une correction pouvant être nécessaire pour toute déformation d'appareil en charge (voir Annexe A).

7.3.2.2 Si la durée du palier de charge n'est pas constante tout au long de l'essai ou qu'elle est sensiblement supérieure à 24 h, le calcul des hauteurs d'éprouvettes plus de 24 h après le début de chaque palier de charge peut être envisagé. Dans ce cas, la nouvelle valeur est utilisée comme valeur Hf.


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7.3.3 Déformation verticale

Si les résultats de compression doivent être tracés en termes de déformation verticale, la déformation verticale à la fin de chaque palier εv doit être calculée conformément à l'Équation (1):

εv

f=−H H

H0

0

(1)

7.3.4 Indice des vides

7.3.4.1 Si les résultats de compression doivent être tracés en termes d'indice des vides, les indices de vides doivent être calculés.

7.3.4.2 L'indice des vides initial e0 est calculé d'après la masse volumique sèche initiale et une masse volumique des grains mesurée ou estimée calculée conformément à l'Équation (2):

e0

1= −ρρs

d

(2)

7.3.4.3 L'indice des vides, ef, correspondant aux différentes hauteurs à la fin de chaque étape de chargement doit être calculé conformément à l'Équation (3):

eH HHf

f s

s

=−

(3)

où la valeur Hs est calculée à partir de l'Équation (4) ou (5):

Hm

As

d

s

=⋅

1000

ρ (4)

HHes

=+0

01

(5)

où

Hs est la hauteur des solides (mm);

Ho est la hauteur initiale de l'éprouvette au début de l'essai (mm);

Hf est la hauteur finale de l'éprouvette à la fin du palier de charge (mm);

md est la masse sèche de l'éprouvette (g);

ρs est la masse volumique des grains mesurée ou estimée du sol (Mg/m3);

ρd est la masse volumique sèche initiale de l'éprouvette (Mg/m3);

A est la section de l'éprouvette (mm2).

7.3.5 Diagramme de contrainte de compression

7.3.5.1 Les valeurs de la mesure de compression sélectionnée doivent être tracées (en ordonnée) par rapport à la pression appliquée (en abscisse) sur une échelle logarithmique ou linéaire. Une représentation caractéristique est illustrée à la Figure 2.


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Légende1 chargement2 déchargementa Portion non linéaire.

Figure 2 — Représentation caractéristique de l'indice des vides en fonction de la contrainte effective verticale

7.3.5.2 En matière de présentation, les points tracés peuvent être reliés par des courbes lisses ou droites.

7.3.5.3 La valeur initiale de la mesure de compression sélectionnée doit être indiquée sur l'axe vertical.

8 Rapport d'essai

8.1 Génération de rapports obligatoires

Le rapport d'essai doit confirmer que l'essai a été réalisé conformément au présent document et doit comporter les informations suivantes:

a) une identification de l'échantillon (ex.: origine, localisation géographique, numéro, profondeur, niveau, etc.);

b) une description visuelle de l'éprouvette à l'essai, notamment les caractéristiques observées après l'essai, conformément aux principes de l'ISO 14688-1;

c) la profondeur, la position et l'orientation de l'éprouvette d'essai dans l'échantillon;

d) les dimensions initiales de l'éprouvette;

e) la teneur en eau initiale et une déclaration indiquant que l'essai a été réalisé sur les tailles d'éprouvette, le cas échéant;

f) la masse volumique et la masse volumique sèche initiales;

g) la masse volumique des grains utilisée et une déclaration précisant la méthode de détermination (ou d'estimation de la valeur) utilisée;


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h) une représentation graphique de la contrainte de compression, à savoir une représentation de la mesure de compression sélectionnée par rapport à la contrainte appliquée sur une échelle logarithmique et/ou linéaire pour l'essai complet;

i) la température en laboratoire moyenne à laquelle l'essai a été réalisé;

j) l'indication de la correction ou de l'absence de correction des résultats en ce qui concerne la déformation du matériel;

k) la méthode de préparation de l'éprouvette d'essai et l'indication de tout écart éventuel par rapport à la méthode d'essai.

8.2 Génération de rapports facultatifs

Les informations complémentaires suivantes peuvent être exigées (voir Annexe B):

a) la masse volumique des particules utilisée, et si elle a été mesurée conformément à la norme ISO 17892 3 ou si elle a été supposée;

b) les indices des vides initial et final;

c) le degré de saturation;

d) la teneur en eau finale;

e) les représentations graphiques des mesures de compression par rapport au temps (logarithme ou racine carrée du temps, voire les deux le cas échéant) pour chaque étape de chargement ou de déchargement ou pour les étapes sélectionnées;

f) les paramètres supplémentaires calculés à partir des données d'essai et, le cas échéant, les corrections relatives à la température (voir exemples à l'Annexe B).


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Annexe A (normative)

Étalonnage,maintenanceetvérifications

A.1 Exigences générales

Tous les appareils de mesure utilisés dans la présente norme doivent être étalonnés périodiquement, leurs performances doivent être vérifiées à intervalles réguliers s'il y a lieu et les appareils doivent être exploités dans un environnement contrôlé si cela est spécifié. La présente annexe définit les exigences relatives à cette méthode.

Si l'étalonnage du matériel de mesure est réalisé par un tiers, il doit être effectué par un laboratoire d'étalonnage certifié. La certification doit présenter une traçabilité des normes de mesure nationales ou internationales reconnues.

Lorsque l'étalonnage du matériel de mesure d'essai est réalisé en interne par le laboratoire, ce dernier doit faire usage des normes ou instruments de référence adaptés, utilisés exclusivement à des fins d'étalonnage. Il convient de faire étalonner les instruments par un laboratoire d'étalonnage certifié satisfaisant aux exigences de certification susmentionnées. Lorsque le matériel de mesure de référence n'est pas utilisé, il convient de le conserver dans un environnement sécurisé adapté, à distance des processus ou instruments de travail. Les normes et instruments de référence doivent être au moins aussi précis que l'appareil de travail afin d'obtenir la précision souhaitée pour la mesure d'essai.

Les procédures internes d'étalonnage doivent être documentées et ne doivent être réalisées que par des personnes accréditées. Par ailleurs, les enregistrements de ces étalonnages ainsi que des vérifications des performances des instruments doivent être consignés dans des fichiers prévus à cet effet.

Si un élément du matériel de référence ou du matériel de mesure d'essai a été mal utilisé, réparé, démonté, ajusté ou révisé, il doit être étalonné une nouvelle fois avant d'être réutilisé, et ce en dépit de l'étalonnage ou des intervalles de vérification exigés par la présente annexe.

L'ensemble du matériel étalonné doit être utilisé uniquement dans la plage de valeurs pour laquelle il a été étalonné.

A.2 Conditions environnementales

Les éprouvettes d'essai doivent être préparées dans un environnement qui évite une diminution ou une augmentation significative de la teneur en eau du sol. Si le processus de préparation est interrompu, l'éprouvette doit être protégée contre tout phénomène susceptible d'entraîner une variation de sa teneur en eau.

La zone dans laquelle l'essai est réalisé doit être exempte de vibrations importantes et de perturbations mécaniques. L'appareil doit être protégé des rayons du soleil, des sources locales de chaleur et des courants d'air.

La température du lieu d'essai doit être maintenue avec une tolérance de ± 3 °C pendant l'essai et doit être vérifiée à l'aide de mesures dont les enregistrements seront conservés. Les enregistrements des températures journalières minimales et maximales du lieu d'essai doivent être acceptables.


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A.3 Matériel

A.3.1 Fours

La température définie à proximité du point médian de l'espace utilisable d'un four vide doit être vérifiée au moins une fois par an à l'aide d'un appareil étalonné de mesure de la température.

La répartition de la température dans un four vide doit être vérifiée avant sa première utilisation ainsi qu'après toute réparation majeure ou tout remplacement de la résistance et/ou du thermostat. Si l'un des points de température individuels se situe hors de la plage définie de températures, des mesures correctives doivent être prises.

A.3.2 Thermomètres

Conformément à l'ISO 386, les thermomètres de référence doivent être étalonnés ou remplacés à des intervalles de temps n'excédant pas cinq ans. Tous les autres thermomètres à liquide doivent être étalonnés avant leur première utilisation et doivent être ré-étalonnés ou remplacés à des intervalles de temps n'excédant pas cinq ans.

La vérification d'un point de fusion de la glace ou d'un autre point unique adapté doit être réalisée six mois après la première utilisation d'un thermomètre en fonctionnement, puis une fois par an en plus de l'exigence d'intervalle d'étalonnage tous les cinq ans.

Si des thermocouples sont utilisés pour la vérification des températures d'un four, ils doivent être étalonnés par rapport à un thermocouple de référence, un thermomètre à résistance de platine de référence ou à un thermomètre à liquide de référence avant leur première utilisation, puis une fois par an au minimum.

A.3.3 Balances

A l'aide de poids de référence certifiés, les balances doivent être étalonnées en fonction de leur plage d'exploitation sur leur lieu d'utilisation à une fréquence minimale d'une fois par an. Les poids de référence doivent être adaptés à la catégorie de balance en cours d'étalonnage et doivent présenter une tolérance (erreur maximale tolérée) supérieure à la résolution de la balance en cours d'étalonnage. Les poids de référence doivent être étalonnés lors de leur première utilisation, puis tous les deux ans au minimum.

Les balances doivent être vérifiées pour chaque jour d'utilisation afin de confirmer le point zéro et la masse d'un élément d'essai de référence. Il convient que l'élément d'essai soit résistant à la corrosion ou que sa masse n'évolue pas au fil du temps. Il convient que sa masse soit comprise entre 50 % et 80 % de la plage d'exploitation de la balance. Les résultats de ces vérifications doivent être enregistrés. Si la balance ne peut pas être mise à zéro ou que la masse du poids d'essai se situe hors des valeurs tolérées spécifiées en 5.7, la balance doit être mise hors service tant que des mesures correctives ne sont pas prises.

A.3.4 Anneau de l'œdomètre

Les dimensions et la masse de l'anneau de l'œdomètre doivent être vérifiées au moins une fois par an, selon les instructions décrites ci-après.

— Le diamètre interne de l'anneau de l'œdomètre doit être mesuré dans deux directions perpendiculaires au minimum, à 0,05 mm près. Le diamètre moyen D (mm) et l'aire A (mm2) doivent être calculés.

— La hauteur de l'anneau à quatre points également espacés doit être mesurée à 0,05 mm près. La hauteur moyenne H0 (mm) et le volume contenu V0 (ml) doivent être calculés. L'anneau doit être pesé à 0,01 g près.


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A.3.5 Déformation de l'appareil

Dans certains cas, la déformation du matériel de l'œdomètre peut considérablement affecter la déformation de l'échantillon mesurée au cours de l'essai. Cet effet s'accroît avec l'augmentation de la charge appliquée et la rigidité de l'éprouvette, notamment si des filtres en papier sont utilisés.

Il convient de déterminer le besoin de correction à apporter aux données mesurées en tenant compte de la charge maximale à utiliser au cours de l'essai.

La procédure de correction suivante peut être utilisée:

— L'œdomètre destiné à être utilisé pendant l'essai est assemblé en utilisant le disque en métal à la place de l'éprouvette. Les pierres interstitielles doivent être humidifiées. Si des filtres en papier doivent être utilisés pendant l'essai en cours, il convient de les humidifier pendant l'étalonnage. Pendant le processus d'étalonnage, il convient également d'accorder un délai suffisant pour que l'eau qu'ils contiennent soit extraite.

— Avant un essai de chargement d'étalonnage, il convient au préalable de charger et décharger le disque en métal sans relever aucune mesure afin d'éviter de faibles mouvements, déformations, inégalités, etc., puis de commencer le chargement d'étalonnage.

— Les paliers de chargement ascendants ou descendants sont appliqués de manière similaire à ceux appliqués au cours d'un essai et le résultat de mesure de déformation correspondant à chaque palier ascendant doit être enregistré.

— Il convient d'entrer les déformations dans un tableau présentant les déformations cumulées par rapport aux charges appliquées ou d'établir une représentation graphique de ces données. Dans le rapport d'étalonnage, il convient d'indiquer de manière évidente si des filtres en papier ont été utilisés au cours du processus d'étalonnage et, le cas échéant, le type de filtre en papier qui a été utilisé.

Il convient d'utiliser l'étalonnage obtenu grâce aux procédures susmentionnées pour corriger les résultats de mesure de déformation au cours de l'essai à l'œdomètre. Il convient de déduire la valeur adéquate de la déformation d'appareil de la déformation mesurée au cours d'un essai pour obtenir la déformation cumulée de l'éprouvette sous la charge donnée. Cette correction ne peut se révéler considérable que pour les sols relativement rigides.

En cas de sols extrêmement rigides soumis à essai à des contraintes très élevées, la déformabilité latérale de l'anneau peut également affecter les résultats. Pour éviter la déformation latérale de l'éprouvette, il convient d'utiliser des anneaux d'œdomètre spéciaux très rigides.

La correction la plus précise peut être obtenue en respectant la séquence de charge réelle et la durée de l'essai immédiatement avant ou après l'essai de l'éprouvette utilisant le même matériel.

A.3.6 Poids de l'œdomètre

Les poids de l'œdomètre, s'ils sont utilisés, doivent être vérifiés au moins tous les 5 ans pour confirmer que leur masse se trouve bien dans l'intervalle de 1 g ou 0,1 % de leur masse déclarée, la valeur la plus élevée étant retenue.

D'autres moyens d'application de charges (si elles sont utilisées) ainsi que tous les appareils électroniques de mesure de force tels que les cellules de pesée (si elles sont utilisées) doivent être étalonnés au moins une fois par an pour parvenir à la précision exigée en 5.6.

A.3.7 Appareils de mesure des dimensions

Les appareils utilisés pour la mesure des dimensions et déformations de l'éprouvette au cours de l'essai doivent être étalonnés au moins une fois par an par rapport aux cales étalons de référence ou à d'autres appareils de référence. Les cales étalons de référence et les autres appareils de référence doivent être étalonnés au moins tous les cinq ans.


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A.3.8 Appareils de mesure du temps

Les appareils de mesure du temps, comme les horloges et les chronomètres, doivent être étalonnés au moins une fois par an à une précision de ±1 s sur une période de 10 min.


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Annexe B (informative)

Calculs supplémentaires

B.1 Symboles supplémentaires

Cc Indice de compression, à savoir le gradient de la partie linéaire de la courbe représentant e par rapport à log (σ´v) pour la compression normale (en cas d'évidence)

Cs Indice de gonflement, à savoir le gradient de la partie linéaire de la courbe de gonflement repré-sentant e par rapport à log (σ´v)

cv Coefficient de consolidation, à savoir le paramètre du rapport entre le degré de consolidation et le temps écoulé à partir du début de la consolidation

Cα Coefficient de compression secondaire, à savoir le rapport entre la variation de hauteur et la hau-teur initiale sur un cycle de temps logarithmique au cours de l'étape de compression secondaire

NOTE 1 Pour les matériaux extrêmement compressibles (notamment la tourbe), il peut convenir de mettre la compression secondaire en rapport avec la valeur Hi; il convient d'énoncer la méthode utilisée.

Eoed Module de l'œdomètre, à savoir le rapport entre la contrainte effective verticale et la déformation. Le symbole M est souvent utilisé

fT Facteur de correction de la température (voir Figure B.5)

L Longueur du chemin de drainage, ce qui permet la variation de hauteur de l'éprouvette

NOTE 2 Pour une éprouvette d'essai à l'œdomètre présentant un drainage aux deux extrémités L = 1/2 H.

mv Coefficient de compressibilité du volume

Sc Indice de rigidité de compression

Sr Degré de saturation

Ss Indice de rigidité de gonflement

T Température

t50 Temps à 50 % de la consolidation primaire

t90 Temps à 90 % de la consolidation primaire

σ´p Contrainte de préconsolidation apparente ou résistance du matériau, à savoir la contrainte effec-tive verticale à l'intersection de la droite de recompression réelle et de la droite de compression normale Il peut ne pas s'agir de la contrainte effective verticale à laquelle le sol a été soumis au cours de son historique de chargement

ρw Masse volumique de l'eau à la température d'essai


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B.2 Condition du sol

B.2.1 Degré de saturation

Le degré de saturation, Sr (%), de l'éprouvette avant essai est calculé à partir de l'Équation (B.1):

Swer

s=⋅

⋅0

0

ρρ

(B.1)

B.3 Paramètres de compressibilité

B.3.1 Coefficientdecompressibilitéduvolume

Le coefficient de compressibilité du volume, mv (MPa–1), pour chaque palier de charge est calculé à partir de l'Équation (B.2):

mH HHv

i f

i v v

=−

⋅′ − ′

1000

2 1σ σ

(B.2)

où

σ´v1 est la pression appliquée à l'éprouvette pour le palier de charge précédent (kPa);

σ´v2 est la pression appliquée à l'éprouvette pour le palier de charge à l'étude (kPa).

B.3.2 Module de l'œdomètre

Le module de l'œdomètre Eoed (MPa ou kPa), également appelé module sécant, pour chaque palier de charge est calculé à partir de l'Équation (B.3) ou (B.4):

Eoedv

v

=′δσ

δε (B.3)

Ee

eoedv( )=

′+δσ

δ1 0 (B.4)

où

δσ'v est la variation de charge entre la dernière étape de charge et l'étape actuelle;

δεv est la variation de déformation verticale au cours de l'étape de chargement;

δe est la variation de l'indice des vides au cours de l'étape de chargement.

B.3.3 Indice de rigidité de compression

L'indice de rigidité de compression, Sc, de la partie linéaire de la courbe de compression (voir Figure B.1) est calculé à partir de l'Équation (B.5):

Scv

=′δ σ

δεln v (B.5)


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où

δev est la variation de déformation verticale le long de la section linéaire sélectionnée de la courbe de compression;

δlnσ´v est la variation du logarithme naturel de la contrainte appliquée le long de la section linéaire sélectionnée de la courbe de compression.

Figure B.1 — Variation de la contrainte effective en fonction de la déformation verticale lors d'un chargement et d'un déchargement par paliers

B.3.4 Indice de compression

L'indice de compression, Cc, de la partie linéaire de la courbe de compression (voir Figure B.2) est calculé à partir de l'Équation (B.6):

C ec = −

′δ

δ σlog v

(B.6)

où

δe est la variation de l'indice des vides le long de la section linéaire sélectionnée de la courbe de compression;

δlogσ´v est la variation du logarithme de la contrainte appliquée le long de la section linéaire sélec-tionnée de la courbe de compression.


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Figure B.2 — Variation de la contrainte effective en fonction de l'indice des vides lors d'un chargement et d'un déchargement par paliers

B.4 Paramètresdegonflement

B.4.1 Indicederigiditédegonflement

L'indice de rigidité de gonflement, Ss, de la partie de déchargement de la courbe est calculé à partir de l'Équation (B.7):

Ssln=

′δ σδε

v

v

(B.7)

B.4.2 Indicedegonflement

L'indice de gonflement, Cs, de la partie de déchargement de la courbe est calculé à partir de l'Équation (B.8):

C es =

− ′δ

δ σlog v

(B.8)

B.5 Paramètres de consolidation

B.5.1 Coefficientdeconsolidation

B.5.1.1 Généralités

La méthode d'ajustement de la courbe du logarithme du temps ou la méthode d'ajustement de la courbe de la racine carrée du temps peut être utilisée pour l'évaluation du coefficient de consolidation cv au cours de chaque palier de charge. Sinon, une combinaison de ces méthodes peut être utilisée. Les exemples suivants représentent des données idéalisées. Les données d'échantillon réelles peuvent ne pas permettre l'utilisation en toute confiance de ces méthodes d'ajustement de courbe. Par conséquent, une valeur cv peut ne pas être déterminable.


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B.5.1.2 Méthode utilisant la représentation en fonction du logarithme du temps

Pour chaque étape, représenter la variation de hauteur de l'éprouvette en ordonnée Y par rapport au logarithme du temps en abscisse X (voir Figure B.3).

Légende1 rapport 1:12 rapport 1:4

Figure B.3 — Courbe de consolidation en laboratoire: exemple avec la méthode utilisant la représentation en fonction du logarithme du temps

B.5.1.2.1 Le point zéro corrigé est localisé en marquant la différence sur l'axe des ordonnées entre deux points de la partie initiale (convexe) de la courbe dont le temps est indiqué selon le rapport 1: 4, et en instaurant une distance égale au-dessus du point supérieur. Cette opération est répétée en utilisant deux autres paires de points dont le temps est indiqué selon le même rapport. La moyenne des mesures de compression ainsi déterminée est relevée sous forme de point zéro de compression corrigé, noté d0 (voir Note 1 en B.5.1.2.4).

B.5.1.2.2 Les tangentes aux deux parties linéaires de la courbe de laboratoire sont tracées et étendues, autrement dit au point d'inflexion et à la partie secondaire de compression. Leur intersection donne la compression correspondant à la compression primaire théorique à 100 %, notée d100.

B.5.1.2.3 À partir des points 0 et 100 %, le point de compression primaire à 50 % noté d50 est localisé sur la courbe de laboratoire et son temps, t50 (en s) est obtenu.


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B.5.1.2.4 Le coefficient de consolidation cv (m2/s) est calculé à partir de l'Équation (B.9) pour chaque étape pour laquelle une valeur est exigée:

c Lt

fv T

= ⋅ ⋅0 1972

50

, (B.9)

où

L est la longueur du chemin de drainage (m);

à savoir la moitié de la hauteur moyenne de l'éprouvette au cours de l'étape d'essai de drainage à deux chemins;

t50 est le temps de compression primaire à 50 % (s);

fT est le facteur de correction de la température (voir Figure B.5).

La valeur de cv peut également être reportée en m2/an.

NOTE Cette construction repose sur le début de la courbe devenant parabolique lorsqu'elle est tracée sur des échelles linéaires.

B.5.1.3 Méthode utilisant la représentation en fonction de la racine carrée du temps

Pour chaque étape, représenter la variation de hauteur de l'éprouvette en ordonnée Y par rapport à la racine carrée du temps en abscisse X (voir Figure B.4).

Figure B.4 — Courbe de consolidation en laboratoire: exemple avec la méthode utilisant la représentation en fonction de la racine carrée du temps


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B.5.1.3.1 La droite de meilleur ajustement pour le début de la courbe (généralement dans les premiers 50 % de compression) est tracée et étendue pour couper l'axe des ordonnées au temps zéro. Cette intersection représente le point zéro corrigé, noté d0.

B.5.1.3.2 La droite tracée passe par le point d0. Tous les points de son abscisse sont 1,15 fois supérieurs à ceux de la droite de meilleur ajustement tracée en B.5.1.3.1. Cette intersection de la droite avec la courbe de laboratoire donne le point de compression à 90 %, noté d90.

B.5.1.3.3 La valeur de t90

est lue à partir de la courbe de laboratoire correspondant au point d90. La valeur de cv (m2/s) est alors calculée à partir de l'Équation (B.10):

cL

tf

v T=

⋅⋅

0 8482

90

, (B.10)

où

L est la longueur du chemin de drainage (m);

à savoir la moitié de la hauteur moyenne de l'éprouvette au cours de l'étape d'essai de drainage à deux chemins;

t90 est le temps de compression primaire à 90 % (s);

fT est le facteur de correction de la température (voir B.5.2).

La valeur de cv peut également être reportée en m2/an.

B.5.2 Correctiondelatempératurepourlecoefficientdeconsolidation

B.5.2.1 Si la température moyenne du laboratoire au cours de l'essai diffère considérablement de 20 °C et qu'une correction doit être réalisée à cet effet, alors le facteur de correction de la température fT donné à la Figure B.5 (ou un facteur équivalent) doit être utilisé pour corriger les résultats à 20 °C.


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Figure B.5 — Courbe donnant le facteur de correction dû à la température à appliquer aucoefficientdeconsolidation

B.5.2.2 Si la conversion vers une autre température est exigée, le facteur de correction peut être obtenu à l'aide de l'Équation (B.11):

ff

fT

T lab

T;ref

= ; (B.11)

où

fT;lab est le facteur de correction de la température pour convertir la température du laboratoire à 20 °C;

fT;ref est le facteur de correction de la température pour convertir la température exigée à 20 °C.

NOTE La correction de la température est nécessaire si la température d'essai diffère de façon significative de la température du sol. En effet, la viscosité de l'eau varie en fonction de sa température. À une certaine profondeur en dessous de sa surface, les températures du sol sont souvent plus ou moins constantes tout au long de l'année, c'est pourquoi il est utile de sélectionner une valeur acceptée de température de terrain pour les grandes régions.


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B.5.3 Coefficientdecompressionsecondaire

Tracer la variation de hauteur de l'éprouvette par rapport au logarithme du temps. Le coefficient de compression secondaire, Cα, est obtenu à partir de la partie linéaire de la courbe de temps de compression secondaire (voir Figure B.6) et calculé à partir de l'Équation (B.12):

C HH tα = ⋅δ

δi

1

log (B.12)

où

δH est la variation de hauteur de l'éprouvette le long de la section linéaire sélectionnée de la courbe de temps de compression;

δlogt est la variation du logarithme du temps le long de la section linéaire sélectionnée de la courbe de temps de compression.

FigureB.6—Déterminationducoefficientdecompressionsecondaire

B.6 Contrainte de préconsolidation

Il existe diverses méthodes qui peuvent être utilisées pour l'estimation de la contrainte de préconsolidation (également appelée résistance du matériau) à partir des résultats de l'essai à l'œdomètre. La méthode la plus connue est la méthode de Casagrande, qui est décrite ci-après. D'autres méthodes sont fréquemment utilisées et s'avèrent tout aussi acceptables.

Pour les sols extrêmement consolidés, de très fortes charges peuvent être exigées pour déterminer la contrainte de préconsolidation.

NOTE La contrainte de préconsolidation déterminée à partir de ces méthodes peut ne pas représenter l'historique réel de chargement de l'éprouvette, mais peut être due à d'autres processus (préconsolidation “apparente”).

L'estimation de la contrainte de préconsolidation est déterminée comme suit:

— déterminer le point de courbure maximal (Point A) sur la courbe de l'indice des vides ou de déformation verticale par rapport au logarithme de la contrainte effective verticale (voir Figure B.7);


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— tracer la droite AB, tangente à la courbe au Point A;

— tracer la droite AC horizontale qui passe par A;

— tracer la droite AD bissectrice de l'angle ∠BAC;

— tracer la droite EF afin qu'elle représente la partie droite de la courbe pour une contrainte effective verticale élevée et poursuivre son tracé en arrière jusqu'à ce qu'elle coupe la droite AD;

— La contrainte à l'intersection des droites AD et EF est considérée comme la contrainte de préconsolidation σ´p (kPa).

Figure B.7 — Détermination de la contrainte de préconsolidation


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Bibliographie

[1] DIN. ISSMGE (Eds.) ( 1998): DIN, ISSMGE (Eds.) (1998), Recommendations of the ISSMGE for geotechnical laboratory testing — disponible en anglais, en allemand et en français (publiée par le Beuth Verlag, Berlin, Vienne, Zurich)

[2] EN 1997-1, Eurocode 7: Calcul géotechnique — Partie 1: Règles générales

[3] EN 1997-2, Eurocode 7: Calcul géotechnique — Partie 2: Reconnaissance des terrains et essais


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