NF X31-503-1992 Soil quality Physical methods Measuring of the bulk density Sand method 《土壤质量 物理方法 集块密度的测定 沙土法》.pdf

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1、 - - AFNL NF X31-503 92 a LO12372 0381490 366 = - ISSN 0335-3931 NF X 31-503 Juillet 1992 Qualit des sols Mthodes physiques Mesure de la masse volumique apparente - Mthode au sable E : Soil quality- Physical methods- Measuring of the bulk density- Sand D : Bodenbeschaffenheit - Physikalische Methode

2、n - Messung der method Rohdichte - Sandmethode Norme franaise homologue par dcision du Directeur Gnral de Iafnor le 5 juin 1992 pour prendre effet le 5 juillet 1992. correspondance la date de publication de ia prsente norme, il nexiste pas de norme ou de projet de norme europenne ou internationale s

3、ur le sujet. analyse La prsente norme spcifie une mthode de dtermination de la masse volu- mique apparente dun sol en utilisant du sable calibr, moyen qui permet dac- cder la porosit du sol. Cette mthode est applicable tous les types de sols (avec ou sans cailloux). descripteurs Thsaurus Internation

4、al Technique : sol, qualit, porosit, essai physique, mesurage de densit, masse volumique apparente, sable. mod if icati ons correcti oins dite et diffuse par lassociation franaise de normalisation afnor), tour europe cedex 7 92049 paris la dfense- tl. : (1) 42 91 66 66 afnor 1992 O afnor 1992 ltirag

5、e 92-07 c _- =:- - - 4 COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNL NF X3L-503 92 = LOI12372 03L49L 2T2 Qualit des sols - Mthode physique 0 AFNOR X31D Membres de la commission de normalisation Prsident : M CHOSSAT Secrtaire : MLLE MIENVILLE-AFNO

6、R M BELLIER M BLENTZ M BOURALY M BRUNT M CHOSSAT M CIESIELSKI M COURMONT M GOME2 M GUENNELON M HAUT M HUE MME LAVILLE-TIMSIT M M M M M M M M M M M M M LEGROS MARTIN MATHIAS NORMAND ORSINI PARTY PAYAL PROST RAIMBAULT ROSSIGNOL SIX SOIGNET SPECKLIN BUREAU DES SOLS, DERF ISABU ORSTOM SNST ATOCHEM CAL I

7、SRIC CEMAGREF INRA, ARRAS LABORATOIRE CICAGRO . 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 No

8、rmalisationLicensed by Information Handling Services- AFNL NF X3L-503 92 LOL2372 03LY92 139 = -3- 1 Domaine dapplication NF X 31-503 La prsente norme franaise spcifie une mthode de dtermination de la masse volumique apparente dun sol au moyen de sable calibr. Cette masse volumique apparente est un p

9、aramtre 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 centimtre

10、 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 La prsente norme franaise comporte par rfrence date ou non date des dis

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

12、 ont t incorpors par amendement ou rvision. Pour les rfrences non dates, la dernire dition de la publi- cation 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 a neutrons (indice de classement :

13、 X 31-500) l. NF IS0 17074 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 a

14、ppa- rente dun chantillon de sol non remani - Mthode du cylindre. NF X 31-502 1992 Qualit des sols - Mthodes physiques - Mesure de la masse volumique appa- rente - Densitomtre membrane. 0 3 Dfinitions et symboles Pour les besoins de la prsente norme, les dfinitions suivantes sappliquent : 3.1 teneur

15、 massique en eau (W) (ou pondrale) Le rapport entre la quantit deau (Me) extraite de ce sol chauff ltuve 105 OC et la masse de 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 apparente de lcha

16、ntillon sec (Mv) Le rapport entre la masse de lchantillon sec (Ms) et le volum Ms Mv = - V apparent de sol quil occup Elle est exprime en kilogrammes par mtre cube ou en grammes par centimtre cube. O 7) En cours de prparation. 7-k v L - -E - -_ . :-. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De Normalis

17、ationLicensed by Information Handling ServicesNF X 31-503 3.3 teneur en eau volumique Le rapport entre la quantit deau (Me) extraite de ce sol chauff ltuve 105 OC et le volume apparent (V) du sol en place, exprim en pourcentage Me v e = -X 100 3.4 relation entre la teneur massique en eau pondrale et

18、 la teneur en eau volumique (ou humidit vol um iq ue) 8=WxDa 4 Principe Sur le terrain, aprs avoir aplani le soi, lessai consiste crer une cavit, en recueillir la totalit de la terre (pour en mesurer, au laboratoire, la masse et la teneur en eau), puis remplir cette cavit de sable sec dont on dtermi

19、ne la masse. En supposant constante la densit du sable sec, on estime le volume de la cavit. 5 Matriel ncessaire 5.1 Sur le terrain 5.1.1 Matriel de terrassement - Une pelle plate pour prparer le sol ; - une longue lame rectiligne aiguise. 5.1.2 Matriel de prlvement a) Pour les sols de consistance n

20、ormale : - une pelle main en tle ou en plastique ; - un couteau. b) Pour les sols durs ou caillouteux : - un piochon ; - une bche ; - un burin ; - un marteau ; - un scateur pour couper les racines. c) Pour recueillir et nettoyer : - une feuille de plastique ; - un pinceau ; - des poches en plastique

21、 thermorsistant ou des botes en mtal ; - un entonnoir jauge pour rpartir le sable (la hauteur de chute sous le bec de lentonnoir sera de 5 cm). COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNL NF X33-503 92 3032372 03B3494 TO3 = -5- NF X 31-503 5.1.

22、3 Sable sec et calibr Le sable doit couler facilement et permettre des mesures exactes et reproductibles de volume, dans les conditions o il est vers sur le terrain. II faut vrifier, par un essai au laboratoire, la bonne qualit du sable utilis et la reproductibilit des mesures. 5.1.3.1 Dtermination

23、de la densit du sable calibr Utiliser un moule ayant des dimensions suffisantes pour minimiser leffet de contact paroi/sable. Si le moule est cubique avec une arte de dimension Cn et si les particules de sable ont un diamtre D, il faut que le rapport soit : C - 100 D En pratique, on utilise un cylin

24、dre en acier de 15 cm de diamtre et de 7 cm de hauteur (volume = 1 300 cm3L Pour un sable calibr entre 500 et 700 pm, on obtient un rapport convenable de : C 100 - 150 D 5.1.3.2 Calibrage du sable Calibrer le sable dans un intervalle aussi troit que possible, afin de rduire le tri des particules lor

25、s du transport et du dpt dans la cavit. Lcoulement du sable est dautant plus facile que celui-ci est trs sec et que les particules qui le com posent so nt relativement grossires. Effectuer le remplissage du moule et, ultrieurement, celui de la cavit avec un entonnoir jauge. Cette jauge permettra la

26、mise en place du sable avec, dans tous les cas, la mme hauteur de chute. 5.1.4 prouvette Pour contenir le sable et dterminer la quantit verse, une prouvette dune capacit de 1 I, gradue par 10 ml, est ncessaire. Pour tre homogne, il faut que cette prouvette ait un diamtre dune dizaine de centimtres.

27、NOTE : la mise en place du sable doit tre effectue avec minutie, au moyen de lentonnoir jauge, de manire bien rpartir celui-ci dans toute la cavit. 5.2 Au laboratoire 5.2.1 Une tuve chauffe, ventile et rgle 105 OC. NOTE : pour les sols contenant de la matire organique, du gypse ou des carbonates, se

28、 reporter la norme NF IS0 10573. 5.2.2 Un dessiccateur dont la teneur en eau est contrle au moyen de gel de silice ou autre absorbant de lhumidit de latmosphre. 5.2.3 Une balance La balance utilise doit tre sensible * 1/1000 de la valeur mesure. 5.2.4 Des plateaux pour le schage de la terre humide.

29、La terre doit tre tendue en couche mince sur les plateaux avant detre mise scher dans ltuve. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesNF X 31-503 6 Mode opratoire 6.1 Sur le terrain 6.1.1 Prparation dune surface plane Lessai peut tre ralis soit s

30、ur la surface du sol, soit sur les horizons profonds du sol en travaillant sur une fosse taille en marches descalier. Une planit parfaite peut tre obtenue (avec beaucoup de soins) avec la lame tranchante rectiligne, utilise comme un racloir, en croisant les passages dans deux directions approximativ

31、ement perpendiculaires. Lutilisation dun gabarit amliore la prcision. 6.1.2 Ralisation de la cavit - Prlvement Poser sur le sol la feuille de plastique dans laquelle on a dcoup un trou dun diamtre lgrement suprieur a celui que lon veut obtenir sur le sol. Recueillir sur cette feuille la totalit du s

32、ol extrait du trou, sans perte, et la mettre dans une bote de prlvement hermtiquement ferme (ou dans un sac plastique thermorsistant 105 W. Le diamtre de la cavit ouvrir doit tre au moins de 10 cm. Suivant ltat du sol, le creusement sera ralis au couteau, au piochon ou au moyen de tout autre outil.

33、La forme de la cavit na pas dimportance. Sa profondeur doit tre de 10 cm et les bords doivent tre nets pour que la mesure du volume soit prcise. NOTE : lorsque le sol est caillouteux, le volume de la cavit sera dautant plus important que la taille des cailloux sera grande. 6,1.3 Mesure du volume Au

34、moyen de lprouvette et de lentonnoir, remplir la cavit de sable lexcs. Araser la surface avec une lame, sans aucun tassement. Remettre lexcs de sable dans lprouvette avec le mme soin pris pour verser celui-ci dans la cavit. Le volume V est lu directement. NOTE : la mise en place du sable doit tre ef

35、fectue avec minutie, au moyen de lentonnoir jauge, de manire bien rpartir celui-ci dans toute la cavit. 6.2 Au laboratoire 6,2,1 Rception et identification de lchantillon 6,2.2 Vrification A larrive de lchantillon au laboratoire, il faut vrifier que celui-ci, au cours du transport, na pas perdu de m

36、atire. Dans le cas contraire, il faudrait lcarter. 6.2.3 Schage de lchantillon Mettre lchantillon dans ltuve 105 OC jusqu lobtention dune masse constante. II est indispensable dassocier la mesure de la masse volumique apparente une mesure de la teneur en eau (voir la norme NF IS0 10573). 6,2,4 Refro

37、idissement de lchantillon avant pese Sortir lchantillon de ltuve et le mettre dans le dessiccateur pour quil refroidisse, en air sec, sans reprendre dhumidit. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNIi NF X31-503 92 H 1012372 038149b 884 -7-

38、6.2.5 Pese Peser lchantillon avec la masse de la tare. NF X 31-503 6.2.6 Pese de la masse de tare Dans le cas o lchantillon a t sch sur un plateau, dterminer la masse de tare. Dans le cas o lchantillon est rest dans le sac en plastique thermorsistant, la masse pour un sac sera prise comme la moyenne

39、 dune pese de 100 sacs. 6.2.7 Cas des sols caillouteux Complter ces mesures par lestimation de la teneur en cailloux et le calcul de la masse volumique de la terre fine. 7 Expression des rsultats soit : V le volume intrieur de la cavit ; Mh la masse de lchantillon humide ; Ms la masse de lchantillon

40、 sec. 7.1 Calcul de la teneur en eau 7.1.1 Teneur massique en eau (W) Voir 3.1. 7.1.2 Teneur en eau volumique de lchantillon (0) Voir 3.3 8 Prcision Avec un volume compris entre 1 O00 et 2 O00 cm3 en utilisant une simple prouvette pour la mesure du volume et en vrifiant bien la planit de la surface,

41、 on peut estimer a moins de 2 % lerreur relative sur la mesure. Cette mthode nest pas ralisable sur de petits volumes. Elle nest pas applicable non plus des sols secs et fissurs. Par contre, elle peut tre employe quand la mthode du cylindre est difficile utiliser, en particulier en prsence de gravie

42、rs et de cailloux ou lorsque le sol est trop sec. En sol humide gonflant, louverture de la cavit peut saccompagner dune expansion par annulation des contraintes subies par lchantillon en place. II y aura alors risque de sous-estimation du volume apparent et une surestimation de la masse volumique ap

43、parente. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling Services - - AFNL NF X33-503 92 LOI12372 0383497 730 NF X 31-503 -8- 9 Procs-verbal dessai de la dtermination de la masse volumique apparente Le procs-verbal dessai doit contenir les informations suivante

44、s : - la provenance de lchantillon (site, niveau de prlvement, profondeur, etc.) ; - les dates du prlvement ; - le mode de prlvement et les conditions de conservation de lchantillon ; - les nom et qualit de la personne qui a ralis lessai ; - la rfrence la prsente norme. IO Bibliographie I Bulletin d

45、u groupe de travail sur la dynamique actuelle des sols, 1973 - ORSTOM, No 2. 21 STENGEL P. : Analyse de la porosit - Sminaire CEE-AGRIMED, 14-18 mars 1983. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNL NF X33-503 92 m 3032372 0383498 657 m -9- NF

46、 X 31-503 Annexe A (Informative) Exemple de prlvement de terre dans un sol caillouteux et ayant une surface ingale O O Sol caillouteux et ingal en surface Araser la surface du sol avec la lame de mtal rectiligne pids sec au laboratoire Mise en place du sable dans la cavit au moyen de lentonnoir jauge et de lprouvette Araser et remettre le sable en excs dans lprouvette Figure A.l .- . . -.-a r-3. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling Services