ISO/TS 17892-5:2004

SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 17892-5
Première édition
2004-10-15
Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais de sol au
laboratoire —
Partie 5:
Essai à l'oedomètre sur sol saturé
Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil —
Part 5: Incremental loading oedometer test

Numéro de référence
©
ISO 2004
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Publié en Suisse
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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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
Dans d'autres circonstances, en particulier lorsqu'il existe une demande urgente du marché, un comité
technique peut décider de publier d'autres types de documents normatifs:
— une Spécification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) représente un accord entre les experts dans
un groupe de travail ISO et est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 50 % des
membres votants du comité dont relève le groupe de travail;
— une Spécification technique ISO (ISO/TS) représente un accord entre les membres d'un comité technique
et est acceptée pour publication si elle est approuvée par 2/3 des membres votants du comité.
Une ISO/PAS ou ISO/TS fait l'objet d'un examen après trois ans afin de décider si elle est confirmée pour trois
nouvelles années, révisée pour devenir une Norme internationale, ou annulée. Lorsqu'une ISO/PAS ou
ISO/TS a été confirmée, elle fait l'objet d'un nouvel examen après trois ans qui décidera soit de sa
transformation en Norme internationale soit de son annulation.
L'attention est appelée 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.
L'ISO/TS 17892-5 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le
comité technique ISO/TC 182, Géotechnique, sous-comité SC 1, Recherches et essais géotechniques,
conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Tout au long du texte du présent document, lire «… la présente prénorme européenne …» avec le sens de
«… la présente Spécification technique …».
L'ISO/TS 17892 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais de sol au laboratoire:
— Partie 1: Détermination de la teneur en eau
— Partie 2: Détermination de la masse volumique d'un sol fin
— Partie 3: Détermination de la masse volumique des grains — Méthode du pycnomètre
— Partie 4: Détermination de la granulométrie
— Partie 5: Essai à l'oedomètre sur sol saturé
— Partie 6: Essai au cône
— Partie 7: Essai de compression simple sur sol cohérent
— Partie 8: Essai triaxial non consolidé non drainé
— Partie 9: Essai triaxial consolidé sur sol saturé
— Partie 10: Essai de cisaillement direct
— Partie 11: Détermination de la perméabilité au perméamètre à charge constante ou variable
— Partie 12: Détermination des limites d'Atterberg
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Sommaire Page
Avant-propos.vii
Introduction.viii
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions.2
4 Symboles.2
5 Appareillage .3
5.1 Exigences .3
5.2 Étalonnage. 7
5.3 Environnement. 7
6 Procédure d’essai. 8
6.1 Exigences générales . 8
6.2 Préparation de l’éprouvette . 8
6.3 Mesurage et protection . 9
6.4 Préparation de l’appareillage. 9
6.5 Chargement. 10
6.6 Déchargement. 12
6.7 Cycles de chargement et déchargement supplémentaires. 13
6.8 Démontage . 13
7 Résultats d’essais . 14
7.1 Généralités . 14
7.2 Valeurs initiales. 14
7.3 Paramètres de compressibilité. 14
8 Rapport d’essai. 16
8.1 Informations obligatoires. 16
8.2 Informations facultatives . 16
Annexe A (informative) Calculs supplémentaires. 18
A.1 Symboles supplémentaires . 18
A.2 État du sol. 19
A.3 Paramètres de compressibilité. 19
A.4 Paramètres de gonflement. 21
A.5 Paramètres de consolidation. 21
A.6 Contrainte apparente de préconsolidation, σ’ [kPa] . 25
p
Bibliographie . 27

Figures
Figure 1 — Disposition générale de cellules œdométriques types .4
Figure 2 — Représentation caractéristique de l’indice des vides en fonction de la contrainte verticale
effective.13
Figure A.1 — Variation de la contrainte effective en fonction de la déformation verticale lors d’un
chargement et d’un déchargement par paliers .20
Figure A.2 — Variation de la contrainte effective en fonction de l'indice des vides lors d'un
chargement et d'un déchargement par paliers .20
Figure A.3 — Courbe de consolidation en laboratoire : exemple avec la méthode utilisant la
représentation en fonction du logarithme du temps.22
Figure A.4 — Courbe de consolidation en laboratoire : exemple avec la méthode utilisant la
représentation en fonction de la racine carrée du temps.23
Figure A.5 — Courbe donnant le facteur de correction dû à la température à appliquer au coefficient
de consolidation.24
Figure A.6 — Détermination du taux de consolidation secondaire C .25
α
Figure A.7 — Détermination de la contrainte apparente de préconsolidation σ’ .26
p
Tableaux
Tableau 1 — Propositions pour la contrainte initiale .10

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Avant-propos
Le présent document CEN ISO/TS 17892-5:2004 a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 341
“Reconnaissance et essais géotechniques”, dont le secrétariat est tenu par DIN, en collaboration avec le
Comité Technique ISO/TC 182 “Reconnaissance et essais géotechniques”.
Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants
sont tenus d’annoncer cette Spécification technique : Allemagne, Autriche, Belgique, Chypre, Danemark,
Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie, Luxembourg,
Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République Tchèque, Royaume-Uni, Slovaquie, Slovénie,
Suède et Suisse.
CEN ISO/TS 17892 comporte plusieurs parties, sous le titre général «Reconnaissance et essais
géotechniques — Essai de laboratoire sur les sols».
⎯ Partie 1 : Détermination de la teneur en eau
⎯ Partie 2 : Détermination de la masse volumique d’un sol fin
⎯ Partie 3 : Détermination de la masse volumique des particules solides — Méthode du pycnomètre
⎯ Partie 4 : Détermination de la distribution granulométrique des particules
⎯ Partie 5 : Essai de chargement par paliers à l’œdomètre
⎯ Partie 6 : Essai de pénétration de cône
⎯ Partie 7 : Essai de compression uniaxiale sur des sols fins
⎯ Partie 8 : Essai triaxial non consolidé et non drainé
⎯ Partie 9 : Essai en compression à l'appareil triaxial sur des sols saturés consolidés
⎯ Partie 10 : Essais de cisaillement direct
⎯ Partie 11 : Essais de perméabilité à charge variable décroissante
⎯ Partie 12 : Détermination des limites Atterberg
Introduction
Le présent document couvre des sujets n’ayant jusqu’alors pas été normalisés au niveau international dans le
domaine de la géotechnique. L’objectif du document est de présenter la pratique généralement appliquée
dans le monde entier et il n’est pas indiqué les différences significatives avec les documents nationaux. Il
s’appuie sur la pratique internationale (voir [1]).
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1 Domaine d’application
Le présent document a pour objet la détermination des propriétés de consolidation, de gonflement et de
consolidation des sols. L’éprouvette d’essai cylindrique est confinée latéralement et soumise à un chargement
ou déchargement vertical et axial par paliers, tout en étant drainée axialement par le haut et par le bas.
Les principaux paramètres déduits de l’essai œdométrique fournissent la compressibilité et le taux de
consolidation primaire du sol. Des estimations de la contrainte de préconsolidation, du coefficient de
consolidation secondaire et des paramètres de gonflement sont également parfois possibles.
Les principaux paramètres pouvant être déduits de l’essai œdométrique réalisé sur des échantillons non
remaniés sont :
1) les paramètres de compressibilité ;
2) le coefficient de consolidation ;
3) la contrainte apparente de préconsolidation ou la résistance du matériau ;
4) le coefficient de consolidation secondaire ;
5) les paramètres de gonflement.
Les principes de l’essai œdométrique à chargement par paliers sont les suivants :
⎯ le chemin de contraintes correspond à une déformation unidimensionnelle ;
⎯ le drainage est axial et unidimensionnel.
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 avoir de signification physique.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. 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).
CEN ISO/TS 17892-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sol —
Partie 1 : Détermination de la teneur en eau.
CEN ISO/TS 17892-2, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sol —
Partie 2 :Détermination de la masse volumique d’un sol fin.
prEN 1997-2, Eurocode 7 — Calcul géotechnique — Partie 2 : Reconnaissance des terrains et essais.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
surpression interstitielle
pression interstitielle dépassant la pression interstitielle d’équilibre à la fin de la consolidation
3.2
consolidation primaire
processus au cours duquel le sol se déforme par augmentation (ou diminution) de la contrainte effective en
raison de la dissipation de la surpression interstitielle sous une contrainte totale constante accompagnée d’un
drainage de l’eau interstitielle contenue dans les vides
3.3
consolidation secondaire
processus au cours duquel la consolidation se produit après la dissipation complète de la surpression
interstitielle
3.4
gonflement
expansion due à une réduction de la contrainte effective
NOTE Le gonflement comprend aussi bien le phénomène d’inversion de la pression de compression que celui
d’inversion de la consolidation.
3.5
échantillon non remanié
en principe, échantillon de la classe de qualité 1 conformément à prEN 1997-2
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles suivants s’appliquent.
A Aire de la section transversale de l’éprouvette.
e Indice des vides, correspondant au volume des pores divisé par le volume des particules solides.
e Indice des vides initial, correspondant à l’indice des vides de l’éprouvette au début de l’essai.
e Indice des vides de l’éprouvette à la fin d’un palier de chargement : c’est également l’indice des vides de
f
l’éprouvette au début du palier suivant.
D Diamètre de la bague œdométrique.
H Hauteur de l’éprouvette.
H Hauteur initiale, correspondant à la hauteur de l’éprouvette au début de l’essai : c’est, en principe, la
hauteur de la bague œdométrique.
H Hauteur initiale, correspondant à la hauteur de l’éprouvette au début d’un palier de chargement : c’est
i
également la hauteur de l’éprouvette à la fin du palier précédent.
H Hauteur de l’éprouvette à la fin d’un palier de chargement : c’est également la hauteur de l’éprouvette au
f
début du palier suivant.
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H Hauteur équivalente à la partie solide.
s
m Masse sèche de l’éprouvette.
d
ε Déformation verticale.
v
ρ Masse volumique initiale de l’éprouvette.
ρ Masse volumique sèche initiale de l’éprouvette.
d
ρ Masse volumique des particules solides.
s
σ’ Pression de gonflement, correspondant à la contrainte nécessaire pour maintenir un volume constant
s
(c’est-à-dire pour empêcher le gonflement) lorsque le sol est immergé dans l’eau.
σ Contrainte verticale totale, correspondant à la force verticale appliquée, divisée par l’aire de la section
v
horizontale de l’éprouvette.
σ Contrainte verticale effective, correspondant à la différence entre la contrainte verticale totale et la
v
pression interstitielle.
5 Appareillage
5.1 Exigences
5.1.1 Bague œdométrique
5.1.1.1 La bague œdométrique doit être marquée de manière indélébile par un numéro d’identification
unique. Son extrémité en forme de trousse coupante ne doit pas être endommagée.
5.1.1.2 Les dimensions internes doivent être les suivantes :
⎯ diamètre : au moins 35 mm ;
⎯ hauteur (H) : au moins 12 mm ;
⎯ rapport (D/H) : au moins 2,5.
5.1.1.3 La bague doit soit être confinée latéralement pour restreindre son expansion sous la charge, soit
avoir une rigidité suffisante pour empêcher que son diamètre intérieur ne se déforme de plus de 0,05 %
lorsque l’elle est soumise à la contrainte maximale horizontale résultant de l’essai.
5.1.1.4 La bague œdométrique doit être réalisée avec un métal inoxydable ou avec un autre matériau
adéquat ; elle doit avoir une extrémité en forme de trousse coupante. Sa surface interne doit être lisse et
lubrifiée par un mince film de graisse au silicone, de vaseline ou par un autre lubrifiant adéquat.
5.1.2 Disques drainants
5.1.2.1 Les disques drainants supérieur et inférieur doivent être réalisés avec un matériau inoxydable et
doivent permettre le drainage librement de l’eau, tout en empêchant le colmatage de leurs pores par des
particules du sol. Leurs surfaces supérieure et inférieure doivent être planes, propres et non endommagées.
Le matériau les constituant doit avoir une compressibilité négligeable sous la contrainte maximale pouvant
être appliquée pendant l’essai. Ils doivent aussi être assez épais pour ne pas rompre sous l’effet de la charge.
5.1.2.2 Si nécessaire, du papier filtre peut être utilisé pour empêcher l’introduction de sol dans les pierres
poreuses. Cependant, la perméabilité des pierres et du papier filtre doit être suffisamment élevée pour éviter
tout ralentissement du drainage de l’éprouvette.
5.1.2.3 Le disque drainant supérieur doit avoir un diamètre intérieur inférieur de 0,5 mm environ à celui
de la bague œdométrique ; il peut être biseauté en direction de sa face supérieure pour réduire le risque de
coincement lors de son basculement.
5.1.2.4 Dans une cellule où la bague œdométrique est maintenue dans l’enceinte, le disque drainant
inférieur doit être suffisamment large pour supporter la bague œdométrique.
5.1.2.5 Dans une cellule où la bague œdométrique n’est pas fixée dans l’enceinte, le diamètre du disque
drainant doit être inférieur d’environ 0,5 mm au diamètre intérieur de la bague œdométrique. Le disque
drainant inférieur doit être similaire au disque supérieur, mais biseauté cette fois-ci en direction de sa face
inférieure (voir Figure 1).
Légende
a) œdomètre à bague œdométrique maintenue dans la cellule
b) œdomètre à bague œdométrique non maintenue dans la cellule
1 dispositif de centrage de la charge
2 plaque de chargement
3 blocage latéral de la bague œdométrique
4 corps de la cellule
5 disques drainants
6 bague œdométrique
Figure 1 — Disposition générale de cellules œdométriques types
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5.1.2.6 Avant utilisation, les nouveaux disques drainants doivent être saturés par ébullition dans de l’eau
distillée ou déionisée pendant au moins 20 minutes. Ils doivent ensuite être conservés dans de l’eau distillée
jusqu’à leur utilisation.
5.1.2.7 La surface des disques drainants ayant été utilisés précédemment doit être nettoyée avec un
pinceau à poils naturels ou une brosse en nylon. Il faut ensuite contrôler que les disques sont perméables à
l’eau et que leurs pores ne sont pas colmatés par des particules de sol. Ils doivent alors être saturés par
ébullition comme décrit plus haut.
Dans des sols mous, la différence entre le diamètre du disque drainant et le diamètre intérieur de la bague
peut devoir être réduite à 0,2 mm afin d’éviter tout entraînement de sol.
5.1.3 Corps de la cellule
5.1.3.1 Le corps de la cellule doit être réalisé dans un métal inoxydable ou dans un autre matériau
adéquat.
5.1.3.2 Une cellule dans laquelle la bague œdométrique est maintenue (voir Figure 1 a)) doit permettre
de recevoir une bague œdométrique par emboîtement et doit être assez rigide pour empêcher une
déformation latérale significative de la bague sous l’effet de la charge.
5.1.3.3 Une cellule à bague non maintenue (voir Figure 1 b)) doit laisser un espace suffisant autour de la
bague.
5.1.3.4 La cellule une fois assemblée (voir Figure 1) doit être étanche à l’eau et doit maintenir l’eau à un
niveau qui submerge le disque drainant supérieur.
5.1.3.5 Tous les composants de la cellule doivent être réalisés dans des matériaux qui ne peuvent pas
être corrodés par réaction électrochimique les uns avec les autres, avec le sol ou l’eau interstitielle.
5.1.4 Plaque de chargement
5.1.4.1 La plaque de chargement doit avoir une rigidité suffisante pour que sa déformation sous l’effet de
la charge soit négligeable.
5.1.4.2 Elle doit comporter un dispositif de centrage de la charge et être montée au centre de la cellule
de consolidation.
5.1.4.3 Si des disques drainants d’une épaisseur inférieure à 6 mm sont utilisés, la plaque de
chargement doit être pourvue de trous ou de rainures afin de faciliter le drainage de l’eau interstitielle.
5.1.5 Capteur de déplacement
5.1.5.1 Le capteur de déplacement peut être un comparateur ou un capteur de déplacement électrique ;
il doit être rigidement fixé pour mesurer la déformation verticale de l’éprouvette au cours de l’essai.
5.1.5.2 Le capteur doit avoir une course d’au moins 10 mm, avec une résolution et une exactitude de
0,002 mm. Lorsqu’une course de plus de 10 mm est requise (par exemple pour les sols très compressibles),
une résolution et une exactitude de 0,01 mm sont admises.
Si un équipement non conventionnel est utilisé, il convient de définir clairement le système de référence
employé pour les mesurages, afin de déterminer quelles parties de l’appareillage contribuent à la conformité
du système de mesurage.
5.1.6 Bâti de chargement
5.1.6.1 Le bâti de chargement sur lequel repose le corps de la cellule doit être placé sur un support rigide.
5.1.6.2 Le bâti de chargement doit permettre de transmettre une contrainte verticale centrée appliquée
uniquement sur la plaque de chargement.
5.1.6.3 La contrainte verticale appliquée sur l’éprouvette doit l’être avec une exactitude inférieure à 1 %
ou 1 kPa. La contrainte doit rester constante dans ces limites tout au long de la durée d’un palier de
chargement. Le mécanisme doit permettre l’application d’un palier donné en moins de deux secondes, ceci
sans choc particulier.
5.1.6.4 Des dispositions adéquates doivent assurer la stabilité du bâti de chargement, ou d’un groupe de
bâtis de chargement, à pleine charge.
5.1.7 Appareillage accessoire
L’appareillage accessoire est composé de :
⎯ une balance, d’une exactitude de 0,03 g et d’une résolution de 0,01 g au plus ;
⎯ un minuteur avec une résolution de 1 s ;
⎯ un thermomètre avec indication des températures maximales et minimales, avec une résolution de 1 °C ;
⎯ un disque plat en métal lisse avec des surfaces parallèles. Son diamètre doit être environ de 1 mm
inférieur au diamètre intérieur de la bague œdométrique, et sa hauteur égale à celle de la bague ;
⎯ un dispositif pour la détermination de la teneur en eau ;
⎯ un appareil pour la détermination de la masse volumique des particules solides ;
⎯ un pied à coulisse avec une résolution de 0,05 mm.
5.1.8 Appareillage pour la préparation de l’éprouvette
L’appareillage pour la préparation de l’éprouvette est composé de :
⎯ outils de découpage et de taillage (par exemple fil à couper le beurre, scie à fil, couteau aiguisé, scalpel) ;
⎯ spatules ;
⎯ une règle à araser ;
⎯ une règle graduée de référence (par exemple une réglette en acier) ;
⎯ une équerre en acier ;
⎯ une plaque de verre plane ;
⎯ un équipement d’extraction et un gabarit de fixation (pour la préparation et le taillage d’éprouvettes
provenant d’un carottier).
5.1.9 Eau
L’eau ajoutée dans la cellule pour submerger l’échantillon ne doit pas avoir d’influence sur les résultats de
l’essai. Avec des argiles marines et des sols de sites marins, il convient d’utiliser de l’eau de mer.
En principe, l’eau souterraine du site où l’échantillon a été prélevé, ou une eau similaire, naturelle ou préparée,
doit être utilisée si de l’eau distillée est susceptible d’influencer les résultats de l’essai. Des sols de certaines
régions peuvent nécessiter l’utilisation d’une eau avec une salinité supérieure à celle de l’eau de mer normale.
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5.2 Étalonnage
5.2.1 Bague œdométrique
5.2.1.1 Mesurer le diamètre intérieur de la bague œdométrique dans deux directions perpendiculaires à
0,05 mm près. Calculer le diamètre moyen D (mm) et l’aire A (mm ).
5.2.1.2 Mesurer la hauteur de la bague en quatre points également espacés, à 0,05 mm près. Calculer la
hauteur moyenne H (mm) et le volume interne V (ml).
0 0
5.2.1.3 Peser la bague à 0,01 g près.
5.2.2 Déformation de l’appareillage
5.2.2.1 Procéder au montage des pièces œdométriques dans la cellule en utilisant le disque en métal à
la place de l’éprouvette. Humidifier les pierres poreuses. Si du papier filtre est utilisé durant l’essai réel, il
convient de l’humidifier pour l’étalonnage et de prévoir un temps suffisant durant l’étalonnage pour lui
permettre de s’essorer.
5.2.2.2 Appliquer des paliers de chargement similaires à ceux appliqués pendant l’essai et noter les
indications du capteur de déplacement correspondant à chaque palier. Il est judicieux, avant de procéder à un
essai d’étalonnage, de charger et décharger le disque de métal sans faire de lectures afin d’éviter par la suite
les petits mouvements, des déformations, des inégalités, etc. Procéder ensuite à l’étalonnage comme décrit
ci-dessus.
5.2.2.3 Décharger avec les mêmes paliers que pour le chargement et noter les déplacements.
5.2.2.4 Dans un tableau, indiquer les déplacements en tant que déplacements cumulés en fonction des
charges appliquées, ou tracer la courbe du déplacement cumulé en fonction de la charge appliquée. Dans le
rapport d’étalonnage, il convient de noter clairement si du papier filtre a été utilisé au cours du processus
d’étalonnage et, si oui, de quel type.
5.2.2.5 Le ré-étalonnage de l’appareillage doit être effectué à intervalles réguliers (au moins une fois
par an) et lorsque des pièces essentielles ont été changées ou remplacées.
5.2.2.6 La valeur de la déformation propre de l’appareillage est déduite de la déformation mesurée lors
d’un essai visant à déterminer la déformation cumulée de l’éprouvette sous une charge donnée. Cette
correction risque d’être significative uniquement pour les sols relativement durs.
5.2.2.7 Dans les sols extrêmement durs, soumis à des contraintes élevées, la déformabilité latérale de la
bague peut également affecter les résultats. Pour éviter la déformation latérale de l’éprouvette, il convient
d’utiliser des bagues œdométriques spéciales très rigides.
5.3 Environnement
5.3.1 Les éprouvettes d’essai doivent être préparées dans un environnement qui ne produit pas
d’augmentation ou de diminution significative de leur teneur en eau. Si le processus de préparation est
interrompu, l’éprouvette doit être enveloppée dans une feuille de plastique mince ou de film adhérent.
5.3.2 La zone au sein de laquelle l’essai est réalisé ne doit pas être soumise à des vibrations importantes
ou à des perturbations mécaniques. L’appareillage doit être protégé contre l’ensoleillement, les sources
locales de chaleur et les courants d’air.
5.3.3 La température du local d’essai doit être maintenue constante à ± 2 °C. Les températures minimale et
maximale doivent être enregistrées chaque jour.
6 Procédure d’essai
6.1 Exigences générales
6.1.1 Cet essai s’applique à des éprouvettes saturées et homogènes. Il convient de réaliser l’essai sur des
échantillons non remaniés.
6.1.2 Le diamètre moyen de la plus grosse particule de l’éprouvette ne doit normalement pas excéder le
cinquième de la hauteur de la bague.
6.2 Préparation de l’éprouvette
6.2.1 Choix d’une méthode de préparation
Les éprouvettes d’essai peuvent être préparées selon les méthodes suivantes en fonction du type
d’échantillon disponible :
⎯ extraction d’un carottier de même diamètre que la bague œdométrique (lorsque le taillage pourrait
provoquer un remaniement important) ;
⎯ extraction d’un carottier d’un diamètre supérieur à celui de la bague (sols homogènes avec peu de
particules grossières ou autres propriétés susceptibles de provoquer un remaniement important) ;
⎯ taillage dans un bloc d’échantillon non remanié (prélevé à la main ou extrait d’un carottier) ;
⎯ taillage dans un échantillon non remanié obtenu par des méthodes de prélèvement en continu ;
⎯ compactage d’un sol remanié (lorsqu’il est impossible d’obtenir des échantillons non remaniés).
6.2.2 Extraction d’un carottier d’un diamètre égal à celui de la bague
6.2.2.1 Monter le carottier sur l’extracteur et fixer la bague œdométrique en alignant son axe avec celui
du carottier.
6.2.2.2 Enlever le sol remanié à l’extrémité du carottier et araser la surface du sol restant dans le
carottier.
6.2.2.3 Extruder l’échantillon jusqu’à ce que la bague soit remplie avec un peu de sol en excès à chaque
extrémité. Noter le sens de l’extraction.
6.2.2.4 Couper le sol extrait avec une scie à fil.
6.2.2.5 Utiliser une partie du sol extrait pour la détermination préliminaire de la teneur en eau, de la
masse volumique des particules et, si exigé, d’autres caractéristiques d’identification (voir NOTE).
6.2.2.6 Tailler chacune des deux faces de l’éprouvette en éliminant le sol en excédent au moyen d’un
couteau aiguisé ou d’un scalpel. Contrôler que les deux faces sont planes et affleurent chaque bord de la
bague. Éviter de laisser une surface au contour incertain.
NOTE La teneur en eau déterminée à cette étape permet de calculer une valeur préliminaire de l’indice des vides qui
peut être utilisée avant que la masse sèche finale ne soit disponible.
6.2.3 Extraction d’un carottier de plus grand diamètre
6.2.3.1 Suivre le mode opératoire décrit en 6.2.2. Il convient par ailleurs de s’assurer que le sol en excédent
provenant de la découpe par la bague peut être facilement enlevé et qu’il ne perturbe pas le processus
d’extraction.
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6.2.4 Taillage dans un bloc d’échantillon ou dans un échantillon continu
6.2.4.1 Préparer une surface horizontale et plane sur l’échantillon, de dimensions supérieures au
diamètre de la bague œdométrique.
6.2.4.2 Placer l’échantillon sur le dispositif de taillage, ajuster la bague dans son support et faire pénétrer
son extrémité en forme de trousse coupante dans la surface préparée.
6.2.4.3 Enfoncer fermement la bague dans l’échantillon jusqu’à ce qu’elle soit remplie de sol et que du
sol dépasse à son autre extrémité. Éliminer au fur et à mesure les débris de sol de façon à ne pas gêner
l’enfoncement de la bague.
6.2.4.4 En présence de sols très fermes, tailler l’échantillon en avant de la bague, sur un diamètre
supérieur de 1 mm ou 2 mm à son diamètre intérieur, de façon à ce que la trousse ne découpe que la fine
couche restante.
6.2.4.5 Couper le sol sous la bague pour libérer la bague et son contenu.
6.2.4.6 Utiliser les débris de sol et terminer le taillage de l’éprouvette en procédant comme décrit en
6.2.2.5 et 6.2.2.6.
6.2.5 Éprouvettes recompactées
6.2.5.1 Préparer un échantillon remanié par compactage du sol dans un moule approprié (par exemple
un moule de compactage), soit avec la teneur en eau requise et l’application d’une force de compactage
appropriée, soit pour obtenir la masse volumique sèche spécifiée.
6.2.5.2 Extraire l’échantillon du moule et préparer une éprouvette d’essai en utilisant l’une des méthodes
décrites plus haut (6.2.2, 6.2.3 ou 6.2.4). En présence de sols friables, il peut s’avérer nécessaire de
compacter le sol directement dans la bague œdométrique. Il convient de réaliser des essais afin de
déterminer le degré de compactage nécessaire pour obtenir la masse volumique désirée.
6.3 Mesurage et protection
6.3.1 Immédiatement après la préparation, placer le sol et la bague dans un récipient préalablement pesé ;
peser le tout à 0,01 g près et calculer la masse de l’éprouvette.
6.3.2 Le diamètre, la hauteur et le volume de l’éprouvette peuvent être pris égaux aux dimensions
intérieures de la bague.
6.3.3 Il convient de commencer l’essai immédiatement après la préparation de l’éprouvette ; toutefois, si un
court délai est inévitable, envelopper l’éprouvette dans une fine feuille de plastique ou de film adhérent
jusqu’au début de l’essai.
6.4 Préparation de l’appareillage
6.4.1 Montage de la cellule
6.4.1.1 Dans la cellule de consolidation, placer en les alignant correctement, le disque drainant inférieur,
l’éprouvette dans sa bague et le disque drainant supérieur (voir Figure 1). Si nécessaire, du papier filtre peut
être placé entre l’éprouvette et les disques drainants. Dans ce cas, il doit être également utilisé au cours des
modes opératoires d’étalonnage (voir 5.2), et son utilisation doit être consignée dans le rapport d’essai.
Centrer la plaque de chargement sur le disque drainant supérieur.
6.4.1.2 Pour les sols saturés ou des sols qui n’ont pas une forte affinité pour l’eau, éliminer l’eau libre de
la surface des disques drainants et s’assurer que leurs pores restent saturés.
6.4.1.3 Pour les sols absorbant facilement l’eau (par exemple des argiles fermes), les disques drainants
doivent être séchés à l’air avant d’être mis en place.
6.4.2 Montage du bâti de chargement
6.4.2.1 Placer la cellule de consolidation en position sur l’appareillage.
6.4.2.2 Appliquer sur l’éprouvette une faible contrainte servant à la mise en place de l’éprouvette
n’excédant pas 3 kPa, y compris les poids du disque drainant supérieur et de la plaque de chargement.
6.4.2.3 Fixer le capteur de déplacement sur le dispositif et noter la valeur lue initiale correspondant à la
déformation zéro.
6.4.2.4 Mettre le minuteur à zéro.
6.4.2.5 Si un système à balancier avec chargement par poids est utilisé, il convient de veiller à ce que
l’inclinaison initiale du balancier soit égale et opposée à celle à la fin de l’essai, sous la charge maximale
appliquée, de sorte que sa position médiane durant l’essai soit horizontale. Pour de nombreux types
d’appareillages, l’inclinaison du balancier n’est pas un élément critique.
6.5 Chargement
6.5.1 Programme de chargement
6.5.1.1 Les contraintes verticales à appliquer sur l’éprouvette doivent être choisies. Pour des sols mous,
ces contraintes sont généralement plus faibles que pour des sols très fermes.
6.5.1.2 Quatre à six paliers de chargement s’avèrent généralement suffisants. Dans le mode opératoire
courant, chaque contrainte doit correspondre au double de la contrainte précédente (taux d’accroissement de
la contrainte = 1). Si la contrainte apparente de préconsolidation σ’ doit être déterminée, le taux
p
d’accroissement de la contrainte peut être diminué au voisinage de la pression attendue et cela doit être
consigné.
6.5.1.3 Pour les sols présentant une tendance au gonflement, il convient d’appliquer dans le processus
de chargement, comme première charge, celle qui produit une contrainte supérieure à la pression de
gonflement. Il est également possible de ne pas submerger l’éprouvette tant que la contrainte verticale
n’excède pas la pression de gonflement.
Tableau 1 — Propositions pour la contrainte initiale
Consistance du sol Contrainte initiale
Égale à σ’ ou, si σ’ est inférieur à σ’ , la contrainte recommandée est celle qui est
0 0 s
Très ferme
supérieure à σ’
Légèrement inférieure à σ’ , en utilisant de préférence une contrainte légèrement inférieure.
Ferme
Sensiblement inférieure à σ’ , généralement 25 kPa ou moins.
Molle
Très faible, généralement 6 kPa ou 12 kPa. La consolidation initiale sous une faible
Très molle contrainte provoquera un accroissement de la résistance permettant d’éviter l’expulsion
d’une partie de l’éprouvette sous l’effet de la contrainte suivante.
6.5.1.4 Il convient de veiller à ce que la contrainte verticale la plus élevée soit largement supérieure à la
contrainte verticale maximale susceptible de se produire sur site. Avec des argiles surconsolidées pour
lesquelles la contrainte apparente de préconsolidation σ’ doit être déterminée, il convient de veiller à ce que
p
le chargement comprenne au moins deux paliers de chargement au-delà de σ´ . Pour certains sols, cela peut
p
nécessiter des contraintes très élevées, beaucoup plus importantes que celles obtenues avec un équipement
conventionnel.
NOTE La succession des contraintes proposée est la suivante : 6, 12, 25, 50, 100, 200, 400, 800, 1 600, 3 200 kPa.
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6.5.1.5 La réduction du taux d’accroissement de la contrainte peut affecter la courbe représentant le
tassement en fonction du temps et rendre plus difficile l’interprétation de c .
v
La contrainte verticale initiale à appliquer dépend du type de sol ; le Tableau 1 suggère quelques valeurs
initiales.
6.5.1.6 Il peut être envisagé d’inclure, en tant que condition spéciale d’essai, un ou plusieurs cycles de
déchargement/rechargement visant à évaluer et à réduire les effets du remaniement de l’échantillon ainsi que
les effets liés à la déformation du dispositif.
6.5.1.7 Lors d’essais sur des sols mous, il convient de limiter la contrainte initiale de manière à éviter
l’expulsion d’une partie de l’éprouvette.
6.5.2 Application des charges
6.5.2.1 Noter la valeur lue sur le capteur de déplacement en tant que valeur lue initiale du palier de
chargement (d ).
i
6.5.2.2 Appliquer la charge requise avec précaution, sans à-coups, en moins de 2 s. (Il est également
possible d’utiliser un chevalet pour soutenir le bras du balancier lorsque les poids sont ajoutés.) Au même
instant, déclencher le minuteur et ôter la petite charge appliquée lors de la mise en place de l’éprouvette.
6.5.2.3 Remplir la cellule de consolidation avec de l’eau, jusqu’au sommet du disque drainant supérieur.
Si l’éprouvette commence à gonfler, cela doit être évité soit en appliquant la contrainte supérieure prévue
dans le programme de chargement et en déclenchant le minuteur, soit en déterminant la pression de
gonflement en procédant comme décrit en 6.5.3.
6.5.2.4 Noter la valeur lue sur le capteur de déplacement à des intervalles de temps spécifiés, afin de
permettre de tracer les courbes décrites en 7.3.5. Si un enregistreur de données automatique est utilisé, il
convient de veiller à ce que ces intervalles soient au moins conformes à ceux utilisés pour les
...