ISO 17312-2005 Soil quality - Determination of hydraulic conductivity of saturated porous materials using a rigid-wall permeameter《土质 用刚性壁渗透计测定饱和疏松材料的水渗透性》.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO 17312:2005(F) ISO 2005NORME INTERNATIONALE ISO 17312 Premire dition 2005-03-01Qualit du sol Dtermination de la conductivit hydraulique de matriaux poreux saturs laide dun permamtre paroi rigide Soil quality Determination of hydraulic conductivity of saturated porous materials u

2、sing a rigid-wall permeameter ISO 17312:2005(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet eff

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7、ice Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2005 Tous droits rservsISO 17312:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos. iv Introduction v 1 Domaine dapplication 1 2 Termes e

8、t dfinitions 1 3 Conditions fondamentales pour les essais2 4 Appareillage. 2 5 chantillon. 5 6 Prparation de lprouvette 6 7 Mode opratoire 9 8 Calculs 10 9 Rapport. 11 Bibliographie 12 ISO 17312:2005(F) iv ISO 2005 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) es

9、t une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations in

10、ternationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment au

11、x rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requi

12、ert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droi

13、ts de proprit et averti de leur existence. LISO 17312 a t labore par le comit technique ISO/TC 190, Qualit du sol, sous-comit SC 5, Mthodes physiques. ISO 17312:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs vIntroduction Lcoulement de leau dans le sol est dune importance considrable sur de nombreux plans de l

14、a vie agricole et urbaine. La pntration de leau dans le sol, le dplacement de leau vers les racines des plantes, lcoulement de leau vers les drains et les puits et lvaporation de leau la surface du sol ne sont que quelques-uns des phnomnes vidents o lcoulement de leau joue un rle important. Dans le

15、cas de pollution du sol et des eaux souterraines, la prdiction du taux de dplacement de leau du sol est galement trs importante pour acqurir des connaissances sur la diffusion des polluants. Dans le sol, les proprits qui dterminent lcoulement de leau sont la conductivit hydraulique et les caractrist

16、iques de rtention deau. La conductivit hydraulique du sol est une mesure de sa capacit transmettre leau. Les caractristiques de rtention deau sont une expression de sa capacit emmagasiner leau. Ces proprits permettent dvaluer la rponse dun systme dcoulement de leau dans le sol des conditions aux lim

17、ites imposes. NORME INTERNATIONALE ISO 17312:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 1Qualit du sol Dtermination de la conductivit hydraulique de matriaux poreux saturs laide dun permamtre paroi rigide AVERTISSEMENT La prsente Norme internationale na pas pour objectif de traiter les problmes de scurit a

18、ssocis, le cas chant, son utilisation. Il incombe lutilisateur de la prsente Norme internationale dtablir des pratiques dhygine et de scurit appropries et de dterminer lapplicabilit des restrictions rglementaires avant son utilisation. 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale spcifie u

19、ne mthode dessai pour dterminer la conductivit hydraulique au moyen dun dispositif charge constante, permettant de mesurer lcoulement laminaire de leau dans les sols granulaires (par exemple sable et gravier). Le mode opratoire consiste tablir des valeurs reprsentatives de la conductivit hydraulique

20、 des sols granulaires pouvant tre prsente dans des dpts naturels, au niveau de remblais, ou dans les assises sous un revtement. Afin de limiter les effets du compactage pendant les essais, ce mode opratoire est limit aux sols granulaires remanis contenant au plus 10 % de sol passant au tamis de 75 m

21、. Ce mode opratoire est utilis pour la mesure de la conductivit hydraulique des chantillons compacts de sables et des graviers contenant peu ou pas du tout de limon. Lors des essais sur le sable et le gravier, le permamtre paroi rigide est utilis si lcoulement le long de la paroi rigide na pas dinci

22、dence pratique sur les rsultats. En revanche, la prsente Norme internationale ne peut pas tre utilise pour le limon et largile, pour lesquels lcoulement le long des parois nest pas acceptable. 2 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent.

23、2.1 compactage action de tasser un sol par des moyens mcaniques pour en accrotre la densit 2.2 masse volumique apparente sche dmasse de sol sec par unit de volume NOTE Elle est exprime en kilogrammes par mtre cube (kg/m 3 ). 2.3 conductivit hydraulique k coulement laminaire dun fluide travers un mil

24、ieu poreux de section de superficie unitaire, avec un gradient hydraulique unitaire et des conditions de temprature standards (20 C) ISO 17312:2005(F) 2 ISO 2005 Tous droits rservs2.4 gradient hydraulique variation de la charge hydraulique totale par unit de longueur 2.5 coulement poreux volumique q

25、uantit cumule dcoulement dans une prouvette, divise par le volume des pores dans lprouvette 2.6 vide rarfaction (pression trs infrieure la pression atmosphrique) 3 Conditions fondamentales pour les essais Les conditions idales dessai suivantes sont prrequises pour lcoulement laminaire de leau au tra

26、vers des sols granulaires dans des conditions de charge constante: continuit de lcoulement et non-variation du volume du sol pendant lessai; saturation des pores du sol en eau et absence de bulles dair dans les pores du sol pendant lcoulement; coulement continu et non-variation du gradient hydrauliq

27、ue; et proportionnalit directe entre la vitesse dcoulement et les gradients hydrauliques au-dessous de certaines valeurs (voir Figure 3), auxquelles lcoulement devient turbulent. Tous les autres types dcoulements impliquant une saturation partielle des pores du sol, un coulement turbulent ou un coul

28、ement non continu ont un caractre transitoire et conduisent une conductivit hydraulique variable et dpendant du temps. Cest la raison pour laquelle ils requirent des conditions et des modes opratoires dessai spciaux. 4 Appareillage 4.1 Permamtres (voir Figure 1), comportant des prouvettes cylindriqu

29、es dont le diamtre minimum correspond environ 8 ou 12 fois la taille maximale des particules selon le Tableau 1. Il convient que le permamtre soit quip des lments suivants: a) un disque poreux ou une toile mtallique renforce approprie dans sa partie infrieure, dont la conductivit hydraulique est sup

30、rieure celle de lchantillon de sol, mais dont les ouvertures sont suffisamment petites (au maximum 10 % des particules les plus fines) pour empcher toute perte de particules; b) des prises de tubes manomtriques pour mesurer la perte de charge, h (= h 1 h 2 ), sur une longueur, l (voir Figure 1), qui

31、 doit tre au moins quivalente au diamtre du cylindre; c) un disque poreux ou une toile mtallique renforce approprie sur le dessus de laquelle est attach un ressort, ou un autre dispositif, pour appliquer une lgre pression lastique de charge totale entre 22 N et 45 N, lorsque la plaque suprieure est

32、mise en place. Ainsi, la masse volumique initiale sera maintenue et toute variation significative du volume du sol sera vite pendant la saturation de lprouvette et lessai de conductivit hydraulique, pour satisfaire lexigence spcifie lArticle 3. 4.2 Rservoir charge constante, pour fournir de leau dga

33、ze. Ce rservoir doit tre quip de vannes de commande adaptes pour maintenir les conditions dcrites lArticle 3. Si cela est prfrable, on peut utiliser de leau dsare. ISO 17312:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 34.3 Grands entonnoirs, quips de goulots cylindriques spciaux, de 25 mm de diamtre pour de

34、s particules de 9,5 mm au maximum, et de 13 mm de diamtre pour des particules de 2,00 mm au maximum. La longueur du goulot doit tre suprieure la longueur totale de la chambre de conductivit hydraulique et tre dau moins 150 mm. 4.4 Matriel de compactage des prouvettes (facultatif): a) une dame vibran

35、te quipe dun pied de mouton de 51 mm de diamtre; b) une dame coulissante avec un pied de mouton de 51 mm de diamtre; c) une colonne pour faire coulisser des masses de 100 g (pour les sables) 1 kg (pour les sols contenant une large proportion de gravier), prsentant une hauteur de chute rglable 102 mm

36、 pour les sables et 203 mm pour les sols contenant une large proportion de gravier. 4.5 Pompe vide ou robinet vide, pour lvacuation et pour la saturation des prouvettes de sol sous vide complet (voir Figure 2). 4.6 Tubes manomtriques, dots dune graduation mtrique pour mesurer la hauteur deau. 4.7 Ba

37、lance, dune capacit de 2 kg et dune sensibilit de 1 g. 4.8 Pelle dchantillonnage, dune capacit denviron 100 g de sol. 4.9 Appareillage divers Des thermomtres, un chronomtre avec aiguille des secondes mouvement continu, un rcipient gradu de 250 ml, un bocal dun litre environ, un bac mlangeur, etc., d

38、oivent tre disposition, si besoin est. ISO 17312:2005(F) 4 ISO 2005 Tous droits rservsLgende 1 vers le rservoir charge constante 6 rainures pour prises de manomtres 2 vanne dadmission 7 disque poreux 3 vanne de sortie 8 vanne 4 ressort 9 prises des manomtres 5 prouvette de sol 10 tubes manomtriques

39、h 1Indication du manomtre, admission h 2Indication du manomtre, sortie H 1Distance du haut de la surface de la plaque suprieure du cylindre au haut de la plaque poreuse suprieure, place temporairement sur la plaque poreuse infrieure H 2Distance du haut de la surface de la plaque suprieure du cylindr

40、e au haut de la plaque poreuse suprieure en place sur lchantillon Figure 1 Permamtre charge constante ISO 17312:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 5Lgende 1 flux sortant 2 flux entrant 3 vanne 4 vide 5 eau 6 vanne de sortie 7 sol 8 vanne dadmission Figure 2 Dispositif pour lvacuation de leau et la

41、saturation de lprouvette 5 chantillon Un chantillon reprsentatif de sol granulaire sch lair, contenant moins de 10 % de matire passant au tamis de 75 m et dont la quantit est suffisante pour satisfaire aux exigences prescrites ci-dessous, doit tre slectionn par la mthode de quartage. Une analyse gra

42、nulomtrique par tamisage doit tre effectue sur un chantillon reprsentatif du sol complet avant lessai de conductivit hydraulique. Toutes les particules de taille suprieure 19 mm doivent tre spares par tamisage. Ce matriau grossier ne doit pas tre utilis pour lessai de conductivit hydraulique, mais s

43、on pourcentage doit tre enregistr. Afin dtablir des valeurs reprsentatives de conductivit hydraulique pour le domaine de valeurs qui peut exister dans la situation tudie, il convient dobtenir, pour les soumettre essai, des chantillons de sols plus fins, de sols moyens et de sols plus grossiers. Aprs

44、 avoir retir le matriau grossier, slectionner, par la mthode de quartage, un chantillon pour essai dont la quantit est environ le double de celle requise pour remplir la chambre du permamtre. ISO 17312:2005(F) 6 ISO 2005 Tous droits rservs6 Prparation de lprouvette 6.1 Gnralits La taille du permamtr

45、e utilis doit tre telle que spcifie dans le Tableau 1. Effectuer les mesurages initiaux suivants, en centimtres ou en centimtres carrs, et noter les valeurs sur la fiche technique (Tableau 2): le diamtre intrieur, D, du permamtre; la distance, l, entre les prises des manomtres; la profondeur, H 1 ,

46、mesure en quatre points espacs symtriquement, depuis le haut de la plaque suprieure du cylindre de conductivit hydraulique jusquau-dessus de la plaque poreuse suprieure ou de la toile mtallique place temporairement sur la plaque poreuse ou la toile mtallique infrieure. Ainsi, lpaisseur de la plaque

47、poreuse suprieure ou de la toile mtallique est automatiquement dduite des mesures de hauteur servant dterminer le volume de sol plac dans le cylindre de conductivit hydraulique. Pour faire ces mesurages, utiliser une plaque suprieure de dimension identique la plaque relle, comportant quatre grandes ouvertures symtriquement espaces, travers lesquelles les mesurages ncessaires peuvent tre effectus pour dterminer la valeur moyenne de H 1 . Calculer l