NF X31-502-1992 Soil quality Physical methods Measuring of the bulk density Rubber balloon density apparatus 《土质 物理检测方法 松密度的测定 橡胶气球密度仪》.pdf

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1、a o o e AFNL NF X3L-502 92 H LOl12372 038L48L 353 W ISSN 0335-3931 NFX31-502 Juillet 1992 Qualit des sols Mthodes physiques Mesure de la masse volumique apparente - Densitomtre membrane E : Soil quality- Physical methods - Measuring of the bulk density- D : Bodenbeschaffenheit - Physikalische Method

2、en -Messung der Rubber balloon density apparatus Rohdichte - Membrandensitometer Norme franaise homologue par dcision du Directeur Gnral de Iafnor le 5 juin 1992 pour prendreeffet le 5 juillet 1992. correspondance la date de publication de la prsente norme, il nexiste pas de norme ou de projet de no

3、rme europenne ou internationale sur le sujet. analyse La prsente norme spcifie la mthode de dtermination de la masse volumi- que apparente qui est un paramtre permettant daccder la porosit du sol. Cette mthode est applicable tous les types de sols (avec ou sans cailloux). descripteurs Thsaurus Inter

4、national Technique : sol, qualit, porosit, essai physique, mesurage de densit, masse volumique apparente, densitomtre. mod if icati ons correct ions dite et diffuse par lassociation franaise de normalisation (afnor), tour europe cedex 7 92049 paris la dfense- tl. : (1 142 91 55 55 I afnor 1992 O afn

5、or 1992 . ler tirage 92-07 COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesQualit des sols - Mthode physique AFNOR X31D Membres de la commission de normalisation Prsident : M CHOSSAT Secrtaire : MLLE MIENVILLE-AFNOR M BELLIER M BLENTZ M BOURALY M BRUNT

6、M CHOSSAT M CIESIELSKI M COURMONT M GOMEZ M GUENNELON M HAUT M HUE MME LAVILLE-TIMSIT M LEGROS M MARTIN M MATHIAS M NORMAND M ORSINI M PARTY M PAYAL M PROST M RAIMBAULT M ROSSIGNOL M SIX M SOIGNET M SPECKLIN BUREAU DES SOLS, DERF ISABU ORSTOM SNST ATOCHEM CAL ISRIC CEMAGREF INRA, ARRAS LABORATOIRE C

7、ICAGRO INRA, BORDEAUX INRA, VERSAILLES LABO VETERINAIRE DEPARTEMENTAL BRGM INRA, MONTPELLIER DEPPR CEDEST CEMAGREF INRA, LAON SCCAAAC SRETIE LCPC ENITAH CHAMBRE DEPARTEMENTALE DAGRICULTURE DE LILLE INRA, ARRAS SADEF COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handli

8、ng ServicesAFNL NF X3L-502 i2 m 1012372 0381483 126 m NF X 31-502 1 Domaine dapplication La prsente norme franaise spcifie une mthode de dtermination de la masse volumique apparente dun chantillon de sol dont le volume est dtermin sur le terrain (voir note). La masse volumique apparente du sol est u

9、n paramtre dtat qui, utilis avec la teneur en eau et la masse volumique des lments constituants le sol (argile, limon, sable) permet daccder la porosit du sol en divisant la masse volumique apparente par la masse volumique du solide. NOTE : la masse volumique apparente, exprime en grammes par Centim

10、tre cube, correspond numriquement la densit apparente sche. Dans le cas des sols humifres, carbonats, gypseux, les conditions de dtermination de la teneur en eau sont celles dfinies dans la norme NF IS0 10573. 2 Rfrences normatives Cette norme franaise comporte par rfrence date ou non date des dispo

11、sitions dautres publica- tions. Ces rfrences normatives sont cites aux endroits appropris dans le texte et les publications sont numres ci-aprs. Pour les rfrences dates, les amendements ou rvisions ultrieurs de lune quelconque de ces publications ne sappliquent cette norme franaise que sils y ont t

12、incorpors par amendement ou rvision. Pour les rfrences non dates, la dernire dition de la publication laquelle il est fait rfrence sapplique. NF IS0 10573 Qualit des sols - Dtermination de la teneur en eau - Zone non sature - Mthode par sonde de profondeur neutrons (indice de classement : X 31-500)

13、I). NF IS0 11074 Qualit des sols - Termes et dfinitions relatifs la production et la pollution du sol (indice de classement : X 31-002) l. NF X 07-002 1971 Mtrologie - Instruments de pesage - Vocabulaire. NF X 31-501 1992 Qualit des sols - Mthodes physiques - Mesure de la masse volumique appa- rente

14、 dun chantillon de sol non remani - Mthode du cylindre. NF X 31-503 1992 Qualit des sols - Mthodes physiques - Mesure de la masse volumique appa- rente - Mthode au sable. 3 Dfinitions et symboles Pour les besoins de la prsente norme, les dfinitions suivantes sappliquent ; 3.1 teneur massique en eau

15、(W) (ou pondrale) Le rapport entre la quantit deau (Me) extraite de ce sol chauff ltuve 105 “C et la masse du sol sec (Ms). Elle est exprime en pourcentage de la masse de sol sec (en grammes par gramme ou en grammes pour 100 9). Me w = -x 100 Ms 3.2 masse volumique de lchantillon sec (Mv) Le rapport

16、 entre la masse de lchantillon sec (Ms) et le volume apparent de sol quil occupe (V) : Ms v MV = - Elle est exprime en kilogrammes par mtre cube ou en grammes par centimtre cube. . II En cours de prparation. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling Servi

17、cesNF X 31-502 AFNL NF X31-502 92 = 10L2372 0381484 Ob2 E -4- 4 Principe La mesure de la masse volumique apparente est ralise en deux temps : - sur le terrain o est dtermin le volume dun trou pratiqu dans le sol, - au laboratoire o lchantillon est sch et pes. 5 Appareillage 5.1 Sur le terrain 5.1.1

18、Matriel de terrassement pour raliser la fosse de prlvement (si les mesures sont ralises a diffrentes profondeurs). 5,1,2 Matriel pour creuser la cavit et prlever lchantillon. a) dans les sols de consistance normale : - une pelle plane ; - une bche ; - un couteau ; - des poches en plastique thermorsi

19、stant ou des botes en mtz b) dans les sols durs, secs ou caillouteux : - un piochon ; - un burin ; - un ciseau bois ; - un marteau ; - un scateur pour couper les racines ; - un pinceau et une feuille plastique pour rcuprer la totalit de lchantillon. 5.1.3 Un densitomtre membrane (voir figure 1) comp

20、ortant : - une plaque de base en mtal lger mais suffisamment pais pour tre rigide. Cette plaque, carre ou ronde, est perce en son centre dun orifice muni dune collerette destine recevoir lembase du densitomtre membrane. Cette plaque doit tre fermement fixe au sol par des piquets dancrage (voir figur

21、e 2). - un cylindre vertical avec, sa base, une membrane lastique. Ce cylindre est totalement rempli deau ; lintrieur de celui-ci circule un piston muni dune poigne et dun systme de reprage (index, Vernier, graduation) donnant directement, par diffrence de lecture, la variation du volume deau dplac

22、par le mouvement correspondant du piston. NOTE : dans la pratique, il peut exister des appareils de tailles diffrentes. Ils se distinguent par le volume mesur ; les plus gros (6 dm3) sont employs pour les sols graveleux, les plus petits (3 dm3) pour les sols fins. - un manomtre dispos sur le cylindr

23、e permet de connatre la pression exerce sur le piston. NOTE : la pression peut aussi tre contrle a laide dun dynamomtre de bute ressort. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNL NF X3L-502 92 = 1012372 0381485 TT9 - O O O -5- NF X 31-502 5.2

24、 Au laboratoire 5.2.1 Une tuve chauffe, ventile et rgle 105 OC. 5.2.2 Un dessiccateur tanche dans lequel lair sera maintenu sec au moyen de gel de silice ou autre absorbant. 5.2.3 Une balance. La balance utilise doit tre sensible k 1/1 O00 de la valeur mesure. 5.2.4 Des plateaux pour schage de la te

25、rre humide. La terre doit tre tendue en couche mince sur les plateaux avant dtre mise scher dans ltuve. 6 Mode opratoire 6.1 Sur le terrain Aprs avoir arras la surface du sol, la plaque de base est posee et solidement ancre. Le densitomtre est alors fix pour raliser une premire lecture V, (voir figu

26、re 3). Retirer ensuite le densitomtre. Pratiquer, dans le cercle intrieur de la plaque de base, lexcavation au moyen du piochon et de la petite pelle (voir figure 4). Le trou doit avoir une profondeur gale au diamtre de lorifice de la plaque de base. La forme de la cavit est importante. II faut vite

27、r les infractuosits et les asprits pour assurer le meilleur contact possible entre le sol et la membrane. Recueillir la totalit du sol extrait du trou, sans perte, et le mettre dans une boite de prlvement ferme hermtiquement (ou un sac en plastique rsistant une temprature de 105 OC). Nettoyer au pin

28、ceau la plaque de base en recueillant le matriau qui aurait pu tomber, le rassembler dans le rcipient de prlvement. Le densitomtre est nouveau plac sur la plaque de base, le piston est abaiss et une deuxime mesure est ralise V, (figure 5). NOTE : les points dlicats de ces oprations sont les suivants

29、 : - lancrage de la plaque de base devra tre suffisamment solide pour que celle-ci ne bouge pas en cours de mesure. La fixation ne doit pas bouger non plus lors du prlvement de lchantillon. Lancrage ne doit pas gner le prlvement ; -la pression exercer sur le piston ne doit pas dformer le sol : on ex

30、ercera une pression jusqu (perception dune rsistance lastique) et on ne la maintiendra pas plus de 2 s (certains appareils sont pourvus dun manomtre ou dun dynamomtre qui permet de connatre avec prcision la pression exerce). Le niveau de pression exerce sera repr ; il faudra, par la suite, appliquer

31、 la mme pression toutes les mesures ; -cette mthode ne peut tre utilise dans les sols meubles ou trop humides. Par ailleurs, lexistence de pores de grande dimension (sols travaills, fissurs) induit galement des biais (survaluation du volume). a- IC 0. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De Normali

32、sationLicensed by Information Handling ServicesNF X 31-502 -6- 6.2 Au laboratoire Dterminer le poids sec de lchantillon : 6,2,1 Rception et identification de lchantillon 6.2.2 Ver if ica tio n Vrifier, lors de larrive au laboratoire, ltat de conservation de lchantillon, en particulier, vrifier quil

33、na pas perdu de matire. Dans le cas o celui-ci est stock en boite mtallique tanche, le couvercle devra porter le mme numro que la bote et sera joint celle-ci jusqu la fin de lessai. Dans le cas o lchantillon est stock dans une poche en plastique thermorsistant, celle-ci sera ouverte avant dtre mise

34、ltuve. La partie spare sera jointe lors des manipulations. 8 6,2.3 Schage Mettre lchantillon dans ltuve 105 OC jusqu lobtention dune masse constante. NOTE : pour les sols contenant de fortes proportions de matires organiques, du gypse ou des carbonates, consulter la norme NF IS0 10573. 6,2,4 Refroid

35、issement de lchantillon avant pese Sortir lchantillon de ltuve et le mettre dans le dessiccateur pour quil refroidisse en air sec, sans reprendre dhumidit. 6.2.5 Pese Peser lchantillon et son contenant immdiatement aprs lavoir sorti du dessiccateur. 6,2,6 Pese de la masse de tare La prcision requise

36、 est de f 1/1 000. 7 Expression des rsultats 7.1 Mesure de la densit apparente Le volume du trou mesur sur le terrain correspond au volume deau qui y est substitu : Ve = V, - V, on obtient directement : Ms Da = - Ve 7.2 Mesure des humidits Si lon a mesur la masse de lchantillon humide (Mh) larrive a

37、u laboratoire, la teneur massique en volume (e) sexprime en pourcentage : Mh - Ms Ve x 100 9= COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling Services-7- NF X 31-502 8 Prcision sur la valeur de la masse volumique apparente La prcision des peses est de lordre de

38、 1 g.kg-. La prcision sur la valeur de la masse volumique apparente ne dpend que de lerreur sur lestimation du volume par le densitomtre et de la qualit des manipulations ; on peut estimer 3 % la prcision relative sur un rsultat de mesure de masse volumique apparente par cette mthode. Cette erreur s

39、applique dans une gamme de volume de 300 2 O00 cm3. Elle reste assez prcise pour les prlvements de petits volumes et, en particulier, de faible paisseur. Cette mesure prsente des risques derreurs accrus en sols gonflants. 9 Procs-verbal dessai Le procs-verbal de la mesure de la masse volumique appar

40、ente par la mthode du densitomtre membrane doit contenir les informations suivantes : - la provenance de lchantillon (site, niveau de prlvement, profondeur) ; - la date du prlvement ; - le mode de prlvement et les conditions de conservation de lchantillon ; - les nom et qualit de la personne qui a r

41、alis lessai ; - la rfrence la prsente norme. 10 Bibliographie Il HUMBEL F.X., 1970 : tude de la densit apparente mesure in situ dans quelques sols du Cameroun - ORSTOM - Centre de Yaound - 49 p. 21 PELTIER R., 1969 : Manuel du laboratoire routier - Dunod, Paris, 191 p. 131 GRESSIN J.C., 1966 : tude

42、de quelques mthodes de contrle de compactage. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNL NF X3L-502 92 = LO12372 038LYBB 708 W -8- Cour onne de pro tec ti on Base amovible pour fixation au soi par clous et valets Pro tee t i on du manom tr e i

43、& Manomtre Figure 1 : coupe du densitomtre Figure 2 : installation de la plaque de base COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesI -9- Figure 3 : lecture initiale NF X 31-502 Figure 4 : prlvement ,- - Figure 5 : lecture finale i- =* COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling Services