ISO 14689:2017
(Main)Geotechnical investigation and testing — Identification, description and classification of rock
Geotechnical investigation and testing — Identification, description and classification of rock
ISO 14689:2017 specifies the rules for the identification and description of rock material and mass on the basis of mineralogical composition, genetic aspects, structure, grain size, discontinuities and other parameters. It also provides rules for the description of other characteristics as well as for their designation. ISO 14689:2017 applies to the description of rock for geotechnics and engineering geology in civil engineering. The description is carried out on cores and other samples of rock and on exposures of rock masses. Rock mass classification systems using one or more descriptive parameters to suggest likely rock mass behaviour are beyond the scope of this document (see Bibliography). NOTE Identification and classification of soil for engineering purposes are covered in ISO 14688‑1 and ISO 14688‑2. Identification and description of materials intermediate between soil and rock are carried out using the procedures in ISO 14688‑1, ISO 14688‑2 and this document, as appropriate.
Reconnaissance et essais géotechniques — Identification, description et classification des roches
Ce document spécifie les règles pour l'identification et la description du matériau et du massif rocheux sur la base de la composition minéralogique, des aspects génétiques, de la structure, de la taille des grains, des discontinuités et d'autres paramètres. Il fournit également des règles pour la description d'autres caractéristiques aussi bien que pour leur désignation. Ce document s'applique à la description des roches pour la géotechnique et la géologie appliquée dans le génie civil. La description est effectuée sur des carottes et d'autres échantillons de roche et sur des affleurements rocheux. Les systèmes de classification des massifs rocheux utilisant un ou plusieurs paramètres descriptifs permettant d'apprécier le comportement du massif rocheux sont hors du domaine d'application de ce document (voir Bibliographie). NOTE L'identification et la classification des sols pour les projets d'ingénierie sont couvertes par l'ISO 14688‑1 et ISO 14688‑2. L'identification et la description des matériaux intermédiaires entre le sol et les roches sont effectuées suivant les procédures les plus adaptées parmi celles de ce présent document, de l'ISO 14688‑2 et de l'ISO 14689‑1.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14689
First edition
2017-12
Geotechnical investigation and
testing — Identification, description
and classification of rock
Reconnaissance et essais géotechniques — Identification, description
et classification des roches
Reference number
ISO 14689:2017(E)
©
ISO 2017
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ISO 14689:2017(E)
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ISO 14689:2017(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Identification and description of rocks . 3
4.1 General . 3
4.2 Rock identification . 3
4.3 Geological formation and age . 4
5 Rock material description . 4
5.1 Colour . 4
5.2 Grain size . 5
5.3 Unconfined compressive strength. 5
5.4 Weathering and alteration effects . 6
5.5 Carbonate content . 7
5.6 Degradation of rock material . 7
6 Rock mass description. 7
6.1 General . 7
6.2 Rock types . 8
6.3 Structure and bedding . 8
6.4 Discontinuities . 8
6.4.1 General. 8
6.4.2 Measurement of discontinuity orientation . 9
6.4.3 Discontinuity spacing .10
6.4.4 Rock block shapes in three dimensions .10
6.4.5 Persistence of discontinuities .11
6.4.6 Roughness .11
6.4.7 Aperture .12
6.4.8 Infilling .13
6.4.9 Seepage .13
6.4.10 Joint sets .13
6.5 Weathering of the rock mass .13
7 Fracture indices in cores .14
8 Rock mass classification .15
9 Reporting .16
Annex A (informative) Aid to identification of rocks on the basis of geological features
for engineering purposes .17
Annex B (informative) Classification of weathering of rocks (material and mass) .18
Annex C (informative) Description of discontinuities in three dimensions .20
Bibliography .21
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ISO 14689:2017(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 182, Geotechnics.
This first edition of ISO 14689 cancels and replaces ISO 14689-1:2003, which has been technically
revised.
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ISO 14689:2017(E)
Introduction
This document gives details of the procedures to be followed in the identification and description of
rocks which are to be used at all stages of ground investigation and geotechnical design. This comprises
the description of the rock material and the rock mass characteristics in terms of the bedding and
discontinuities.
The level of detail in a description will depend on the characteristics of the rock, the size and quality of
the rock exposure or sample, and the needs of the particular project. The person carrying out the field
identification and description should be suitably qualified, skilled and experienced to make a correct
and appropriate description and experienced in the geological materials involved in the investigation.
Practice in rock identification and description varies from country to country, in part reflecting
significant differences in geological conditions. In addition, the quality of samples available for
description varies due to the investigation methods employed, as methods of investigation have been
developed in response to the ground conditions present.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14689:2017(E)
Geotechnical investigation and testing — Identification,
description and classification of rock
1 Scope
This document specifies the rules for the identification and description of rock material and mass
on the basis of mineralogical composition, genetic aspects, structure, grain size, discontinuities and
other parameters. It also provides rules for the description of other characteristics as well as for their
designation.
This document applies to the description of rock for geotechnics and engineering geology in civil
engineering. The description is carried out on cores and other samples of rock and on exposures of
rock masses.
Rock mass classification systems using one or more descriptive parameters to suggest likely rock mass
behaviour are beyond the scope of this document (see Bibliography).
NOTE Identification and classification of soil for engineering purposes are covered in ISO 14688-1 and
ISO 14688-2. Identification and description of materials intermediate between soil and rock are carried out using
the procedures in ISO 14688-1, ISO 14688-2 and this document, as appropriate.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 14688-1, Geotechnical investigation and testing — Identification and classification of soil — Part 1:
Identification and description
ISO 14688-2, Geotechnical investigation and testing — Identification and classification of soil — Part 2:
Principles for a classification
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: available at http://www.iso.org/obp
3.1
discontinuity
break in the rock material (3.7) continuity that is open or can open under the stress increase or
reduction as a result of the engineering works
3.2
duricrust
cemented zone occurring in weathered rock (3.5) or soil formed by the mobilization and deposition of
minerals often due to pedogenic or evaporative processes
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3.3
fabric
preferred orientation or spatial arrangement of the constituent grains, crystals and matrix in the
rock (3.5)
Note 1 to entry: In sedimentary rocks, fabric is the orientation (or lack of it) in space of the constituents of
the rock. The term is used in igneous and other crystalline rocks for the patterns produced by non-uniform
arrangements of constituents.
3.4
foliation
planar arrangements of constituents such as crystals in any type of rock (3.5), especially the parallel
structure (3.11) that results from flattening, segregation and other processes undergone by the grains
in a metamorphic rock
Note 1 to entry: The original planar structure can be disrupted by folding or faulting during tectonic processes.
3.5
rock
naturally occurring assemblage or aggregate of mineral grains, crystals or mineral based particles
compacted, cemented or otherwise bound together and which cannot be disaggregated by hand in water
Note 1 to entry: Rocks are generally of greater strength than soils.
3.6
rock mass
rock (3.5) comprising the intact material together with the discontinuities and weathering zones
3.7
rock material
intact rock (3.5) between the discontinuities
3.8
rock matrix
groundmass of a rock material (3.7) which contains larger crystals, mineral grains or rock (3.5) particles
3.9
rock type
natural aggregation of one or more minerals or rock (3.5) fragments defined by its petrological
composition, predominant grain size, structure (3.11), texture (3.12) and genetic origin
EXAMPLE Common examples are given in Table A.1.
3.10
solid core
core with at least one full diameter uninterrupted by natural discontinuities, but not necessarily a full
circumference, commonly measured along the core axis or other scan line
3.11
structure
pattern of bedding, folds, faults and discontinuities in rock masses (3.6), which subdivide the mass into
individual domains or rock (3.5) blocks
3.12
texture
size, shape and arrangement of the grains or crystals that constitute a rock (3.5)
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3.13
volumetric joint count
Jv
3
number of discontinuities (joints) in 1 m volume of rock mass (3.6) where Jv = 1/S1 + 1/S2 + 1/S3
Note 1 to entry: S1, S2, S3 are spacings (in metres) of each of the discontinuity (3.1) sets at a location.
4 Identification and description of rocks
4.1 General
Rocks shall be identified, described and classified in accordance with this document. The identification
and description of soils and the classification of soils shall be carried out in accordance with ISO 14688-1
and ISO 14688-2, respectively.
Identification and description of rocks are sub-divided into the following actions: (i) identification
(naming) of the rock (4.2), (ii) description of the rock material (Clause 5) and (iii) description of the
characteristics of the rock mass (Clause 6).
Guidance on several aspects of the identification and description of rocks is given in ISRM Suggested
[7][8]
Methods which can be usefully followed.
4.2 Rock identification
The identification of rock types shall be based on the determination of the following:
a) genetic group:
— sedimentary: clastic, chemical, organic;
— metamorphic;
— igneous: plutonic, volcanic;
— duricrusts;
b) structure:
— bedded, foliated or massive (without discontinuities);
— isotropy or anisotropy of the rock;
c) grain size:
— descriptive terms (for various sizes) are given in Table A.1 in correlation to rock types;
d) mineralogical composition:
— quartz, feldspars and related silicate minerals;
— dark coloured minerals (e.g. biotite, amphibole, pyroxene);
— clay minerals;
— carbonate minerals (e.g. calcite and dolomite);
— oxide minerals (e.g. magnetite);
— siliceous amorphous material (e.g. glass);
— carbonaceous material (e.g. coal and graphite);
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— salts [e.g. halite (rock salt), gypsum];
— swelling minerals (e.g. anhydrite and clay minerals);
— sulfide minerals (e.g. pyrite);
e) void content:
— primary voids (e.g. gas bubbles in volcanic rocks);
— secondary voids (e.g. dissolution voids).
NOTE Lithological identification of rocks is necessary to appreciate the geology of an area, to correlate
geological profiles seen in boreholes or to distinguish boulders from bedrock. It is also important when rock is
required for construction purposes. Engineering properties can only partially be inferred from the identification
of rock type.
The names of the more common rock types are given in Table A.1, which presents an aid to rock
identification for engineering purposes.
Rock names are given particular combinations of features and correct naming requires recognition of
the attributes listed. The rock shall be correctly identified within geological science.
Geological maps and other documents related to the project such as the desk study shall be used for the
designation of rocks.
4.3 Geological formation and age
The identification of the rock should include, where possible, the geological formation that includes
the rock and its age taking into account all available information. The geological formation is usually
recorded after the name of the rock, in parentheses with capital letters.
Knowledge of the geological formation can provide useful information about the rock and the
interpolation between the boreholes in order to place a rock stratigraphically and to understand the
general geology.
If any age determination is thought to be of importance, experts should be appointed to carry out the
determination using appropriate dating methodologies.
5 Rock material description
5.1 Colour
The colour of the rock material shall be described using the simple system given in Table 1 to limit the
subjectivity of the description. One term is selected as required from each column and combined as a
colour assessment. Colours additional to those given in Table 1 would not often be appropriate.
Examples of use are: yellow, light yellowish brown, reddish brown. If necessary, colour differences can
be emphasized separately by the use of terms such as spotted, dappled, mottled, streaked; for example,
light yellowish brown spotted with dark brown.
A colour chart provides a useful aid, particularly to improve the consistency between descriptions
by different persons and under different lighting conditions. The best lighting conditions are outside
or near a window in bright cloudy weather; care should be taken if logging indoors under fluorescent
lights which most often give a green hue to the light. Logging areas should be lit by “blue” or “daylight”
lighting such as CIE D65 (which represents noon daylight, 6 500 K) or CIE C (which represents average
northern daylight, 6 774 K).
If the colour chart has colour codes, such as for hue, value and chroma, then these codes should be
included in the description.
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Table 1 — Terms for lightness, chroma and hue colour description
Lightness Chroma Hue
Tertiary descriptor Secondary descriptor Primary descriptor
Red
Pink
Reddish
Orange
Pinkish
Light Yellow
Orangish
Cream
Yellowish
— Brown
Brownish
Green
Greenish
Dark Blue
Bluish
White
Greyish
Grey
Black
5.2 Grain size
The grain size(s) of the rock should be described using the descriptive scheme given in Table A.1.
Grain size refers to the average dimension of the predominant crystals, minerals or rock fragments
comprising the rock. It is usually sufficient to estimate the size by eye, which may be aided by a hand
lens in the assessment of fine-grained or amorphous rocks, but separate descriptions of the grains or
crystals and the matrix may be appropriate.
The particle size, the degree of cementation and the mineralogical composition of the matrix shall
be determined. Mineralogical composition should be described using the terms given in Table A.1
(siliceous, carbonate, carbonaceous, etc.) but may be amplified with such standard geological terms as
ferruginous, argillaceous (containing clay minerals), quartzose and others.
5.3 Unconfined compressive strength
The unconfined compressive strength of rock material can be estimated according to Table 2.
Table 2 — Unconfined compressive strength
Unconfined
compressive
Term Identification by hand test
strength
MPa
Extremely weak Scratched by thumbnail, gravel size lumps can be crushed between 0,6 to 1
finger and thumb
Very weak Scratched by thumbnail, lumps can be broken by heavy hand pressure, 1 to 5
can be peeled easily by a pocket knife, crumbles under firm blows with
point of geological hammer
Weak Thin slabs, corners or edges can be broken off with hand pressure, can be 5 to 12,5
peeled by a pocket knife with difficulty, easily scratched by pocket knife,
shallow indentations made by firm blow with point of geological hammer
Moderately weak Thin slabs, corners or edges can be broken off with heavy hand pres- 12,5 to 25
sure, can be scratched with difficulty by pocket knife, hand-held speci-
men can be broken with single firm blow of geological hammer
Medium strong Cannot be scraped or peeled with a pocket knife, specimen on a solid 25 to 50
surface can be fractured with single firm blow of geological hammer
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ISO 14689:2017(E)
Table 2 (continued)
Unconfined
compressive
Term Identification by hand test
strength
MPa
Strong Specimen requires more than one blow of geological hammer to 50 to 100
fracture it
Very strong Specimen requires many blows of geological hammer to fracture it 100 to 250
Extremely strong Specimen can only be chipped with geological hammer Greater than 250
Materials with a strength below 0,6 MPa should be classed and described as soil.
Index tests such as the point load test can be used as a measurement indicative of strength in the field,
or where appropriate samples for unconfined compressive strength testing cannot be obtained.
Any report describing compressive strength tests shall mention the specimen size, the test procedure,
the anisotropy of the specimen and its water content.
5.4 Weathering and alteration effects
The effects of weathering should be recorded in the description of rocks as a full factual description of
the degree and extent of weathering and any products that remain from the weathering process.
The information to be recorded includes the following aspects in rock material.
— The degree and extent of colour changes which are associated with weathering should be identified
and described.
— The original strength of the rock material and any changes in that strength associated with
weathering should be identified and described.
The processes of weathering/alteration of rock material which can be described are given in Table 3.
Any or all of the descriptive terms can be used to describe weathering/alteration. It should be noted
that weathering normally decreases material strength, but can result in an increase in strength.
Table 3 — Terms to describe weathering/alteration of rock
Term Description
Fresh No visible sign of weathering/alteration of the rock
Discoloured The colour of the original fresh rock is changed and is evidence of weathering/alteration.
The degree of change from the original colour should be indicated. If the colour change is
confined to particular mineral constituents, this should be mentioned.
Disintegrated The rock is broken up by physical weathering, so that bonding between grains is lost and
the rock is weathered/altered towards the condition of a soil in which the original material
fabric is still intact. The rock material is friable but the mineral grains are not decomposed.
Decomposed The rock is weathered by the chemical alteration of the mineral grains to the condition of a
soil in which the original material fabric is still intact; some or all of the mineral grains are
decomposed.
The weathering terms given in Table 3 may be subdivided using qualifying terms, for example,
“partially discoloured”, “wholly discoloured” and “slightly discoloured”, as this will aid the description
of the material being examined. The last three terms may be used in combination, for example, “wholly
discoloured and slightly decomposed”.
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ISO 14689:2017(E)
5.5 Carbonate content
The carbonate content is assessed by the application of droplets of dilute hydrochloric acid (10 % HCl).
The following characteristics can be distinguished:
a) non-calcareous if the addition of HCl produces no effervescence;
b) slightly calcareous if the addition of HCl produces weak or sporadic effervescence;
c) calcareous if the addition of HCl produces clear, but not sustained, effervescence;
d) highly calcareous if the addition of HCl produces strong and sustained effervescence.
NOTE 1 In wet or moist rocks, the effervescence usually occurs with some delay.
NOTE 2 Dolomitic carbonate rocks will effervesce very slowly in cold hydrochloric acid.
NOTE 3 10 % hydrochloric acid is 3,6 molar.
5.6 Degradation of rock material
The degradation of rock material when it is exposed to a new environment after sampling should be
assessed where the relevant conditions can be determined (see Table 4). The age of the sample at the
time of the observation should be noted.
Table 4 — Stability of rock in air
Term Description
Stable No changes
Fairly stable Specimen surface crumbles, slakes
Unstable Specimen disintegrates
The behaviour of the rock when immersed in water should be described using the terms in Table 5,
together with a description of the test undertaken. Some rocks disintegrate in water only after being
dried, and some rocks are soluble in water.
Table 5 — Stability of rock in water
Term Description (after 24 h in water) Grade
Stable No changes 1
A few fissures are formed, or specimen surface crumbles slightly 2
Fairly stable
Many fissures are formed and broken into small lumps, or specimen surface
3
crumbles highly
Specimen disintegrates, or nearly the whole specimen surface crumbles 4
Unstable
The whole specimen becomes muddy, or disintegrates into sand 5
6 Rock mass description
6.1 General
The description of rock mass shall include:
a) delineation of different rock types;
b) structure and bedding;
c) discontinuities;
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d) weathering;
e) any apparent groundwater.
6.2 Rock types
The rock type(s) present and their distribution shall be identified as given in 4.2 and detailed in
Annex A.
6.3 Structure and bedding
The structure of the rock mass shall be described with relation to the larger scale interrelations of
geological features and the associations between rock types in the rock mass.
Examples of common terms which may be
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14689
Première édition
2017-12
Reconnaissance et essais
géotechniques — Identification,
description et classification des roches
Geotechnical investigation and testing — Identification, description
and classification of rock
Numéro de référence
ISO 14689:2017(F)
©
ISO 2017
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ISO 14689:2017(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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Fax: +41 22 749 09 47
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 14689:2017(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Dénomination et description des roches . 3
4.1 Généralités . 3
4.2 Identification des roches . 3
4.3 Formation géologique et âge . 4
5 Description du matériau rocheux . 4
5.1 Couleur . 4
5.2 Granularité (dimension des grains) . 5
5.3 Résistance à la compression uniaxiale . 5
5.4 Effets de l’altération et du remaniement . 6
5.5 Teneur en carbonates . 7
5.6 Dégradation du matériau rocheux . 7
6 Description du massif rocheux . 8
6.1 Généralités . 8
6.2 Types de roches . 8
6.3 Structure et stratification. 8
6.4 Discontinuités . 9
6.4.1 Généralités . 9
6.4.2 Mesurage de l’orientation des discontinuités . 9
6.4.3 Espacement des discontinuités .10
6.4.4 Formes des blocs rocheux en trois dimensions .11
6.4.5 Persistance des discontinuités . .12
6.4.6 Rugosité .12
6.4.7 Ouverture .13
6.4.8 Remplissage .14
6.4.9 Écoulement .14
6.4.10 Familles de joints .14
6.5 Altération du massif rocheux.14
7 Indices de fracturation dans les carottes .15
8 Classification du massif rocheux .16
9 Rapport d'essai .17
Annexe A (informative) Aide à la dénomination des roches pour les projets géotechniques
basée sur des caractères géologiques .18
Annexe B (informative) Classification de l’altération des roches (matériau et massif rocheux) .19
Annexe C (informative) Description des discontinuités en trois dimensions .21
Bibliographie .23
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ISO 14689:2017(F)
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 procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, 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/CEI, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
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. 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 sur la liste ISO des déclarations de
brevets reçues (voir www .iso .org/brevets).
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l'intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation
de la conformité, aussi bien que pour des informations au sujet de l'adhésion de l'ISO aux principes de
l'OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l'élaboration du présent document est l'ISO/TC182, Géotechnique.
Cette première édition annule et remplace ISO 14689-1:2003, qui a fait l'objet d'une révision technique.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 14689:2017(F)
Introduction
Ce document fournit des détails sur les procédures à suivre dans l'identification et la description des
roches en ce qui concerne leur aptitude pour les projets d'ingénierie géotechnique. Cela comprend
la description des caractéristiques du matériau et du massif rocheux en terme de stratification et
discontinuités.
Le niveau de précision dans une description dépendra des caractéristiques de la roche, de la taille et de
la qualité de l’affleurement ou de l'échantillon de roche, et des besoins propres au projet. Il convient que
la personne effectuant l'identification et la description de terrain possède les qualifications requises
pour faire une description correcte et appropriée, et soit expérimentée dans les formations géologiques
rencontrées lors de la reconnaissance.
La pratique dans l'identification et la description des roches varie d'un pays à l'autre, du fait notamment
des différences significatives de géologie. En outre, la qualité des échantillons disponibles pour la
description varie en fonction des méthodes d’investigations utilisées, celles-ci ayant été développées en
réponse aux divers terrains rencontrés.
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NORME INTERNATIONALE ISO 14689:2017(F)
Reconnaissance et essais géotechniques — Identification,
description et classification des roches
1 Domaine d'application
Ce document spécifie les règles pour l'identification et la description du matériau et du massif rocheux
sur la base de la composition minéralogique, des aspects génétiques, de la structure, de la taille des
grains, des discontinuités et d'autres paramètres. Il fournit également des règles pour la description
d'autres caractéristiques aussi bien que pour leur désignation.
Ce document s'applique à la description des roches pour la géotechnique et la géologie appliquée dans
le génie civil. La description est effectuée sur des carottes et d'autres échantillons de roche et sur des
affleurements rocheux.
Les systèmes de classification des massifs rocheux utilisant un ou plusieurs paramètres descriptifs
permettant d’apprécier le comportement du massif rocheux sont hors du domaine d’application de ce
document (voir Bibliographie).
NOTE L'identification et la classification des sols pour les projets d’ingénierie sont couvertes par l’ISO 14688-1
et ISO 14688-2. L'identification et la description des matériaux intermédiaires entre le sol et les roches sont
effectuées suivant les procédures les plus adaptées parmi celles de ce présent document, de l’ISO 14688-2 et de
l’ISO 14689-1.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le
présent document et sont indispensables à 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 — Identification et classification des sols — Partie 1:
Identification et description
ISO 14688-2, Reconnaissance et essais géotechniques — Identification et classification des sols — Partie 2:
Principes pour une classification
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L'ISO et le IEC maintiennent les bases de données terminologiques à l'usage de la normalisation aux
adresses suivantes:
— Plate-forme en ligne de lecture rapide de l'ISO: www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: www .electropedia .org
3.1
discontinuité
rupture dans le matériau rocheux (3.7) qui est ouverte ou peut être ouverte sous une augmentation ou
une diminution des contraintes engendrées par les travaux d’ingénierie
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3.2
croûte
zone cimentée apparaissant au sein d’une roche (3.5) ou d’un sol altéré formée par la mobilisation et le
dépôt de minéraux du fait d’un processus pédogénique ou d’évaporation
3.3
structuration
orientation préférentielle ou disposition spatiale des constituants (grains, cristaux et matrice) dans la
roche (3.5)
Note 1 à l'article: Pour les roches sédimentaires, la structuration est l’orientation (ou son absence) dans l’espace
des constituants de la roche. Le terme est utilisé pour les roches magmatiques ou autres roches cristallines pour
décrire les figures produites par des dispositions non uniformes des constituants.
3.4
foliation
dispositions planes de constituants tels que les cristaux dans tout type de roche (3.5), spécialement
pour la structure (3.11) parallèle qui résulte de l’aplatissement, de la ségrégation et d’autres processus
survenus aux grains d’une roche métamorphique
Note 1 à l'article: La structure plane originale peut être perturbée par des plissements ou la formation de failles
au cours des processus ultérieurs.
3.5
roche
assemblage ou agrégat naturel de grains minéraux, de cristaux ou de particules à base de minéraux
compactes, cimentés ou agglomérés entre eux et qui ne peut pas être désagrégé à la main sous l’eau
Note 1 à l'article: les roches sont généralement plus résistantes que les sols.
3.6
massif rocheux
roche (3.5) comprenant le matériau intact avec les discontinuités et les zones d’altération
3.7
matériau rocheux
roche (3.5) intacte entre les discontinuités
3.8
matrice rocheuse
partie massive d’un matériau rocheux (3.7) contenant de plus grands cristaux, des grains minéraux ou
des particules de roche (3.5)
3.9
type de roche
agrégat naturel d’un ou plusieurs minéraux ou fragments de roche (3.5) définie par sa composition
pétrographique, la dimension prédominante de ses grains, sa structure (3.11), sa texture (3.12) et son
origine génétique
EXEMPLE Des exemples courants sont donnés dans le Tableau A.1.
3.10
carotte solide
carotte ayant au moins un diamètre entier non interrompu par des discontinuités naturelles, mais pas
nécessairement une circonférence complète, couramment mesuré le long de l’axe de la carotte ou d’une
autre ligne d’analyse
3.11
structure
figures de sédimentation, plis, failles et discontinuités dans des massifs rocheux (3.6) qui divisent la
masse en compartiments individuels ou blocs de roche (3.5)
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3.12
texture
dimension, forme et disposition des grains ou cristaux constituant une roche (3.5)
3.13
densité volumique des joints
Jv
3
nombre de discontinuités (joints) dans un volume d’1 m de massif rocheux (3.6) où Jv=1/S1 + 1/S2 + 1/S3
Note 1 à l'article: S1, S2 et S3 correspondent aux espacements (en mètres) entre les discontinuités (3.1) suivant
chaque direction
4 Dénomination et description des roches
4.1 Généralités
Les roches devront être identifiées, décrites et classifiées selon ce document. L'identification et la
description des sols et la classification des sols seront effectuées respectivement selon l’ISO 14688-1 et
l’ISO 14688-2.
L'identification et la description des roches sont subdivisées en actions suivantes: (i) identification
(dénomination) de la roche (4.2), (ii) description du matériau rocheux (chapitre 5) et (iii) description
des caractéristiques du massif rocheux (chapitre 6).
Des conseils sur plusieurs aspects de l'identification et de la description des roches sont donnés dans
[7][8]
les méthodes suggérées par l’ISRM qui peuvent être utilement suivies.
4.2 Identification des roches
L’identification des types de roche doit se baser sur la détermination des éléments suivants:
a) la genèse (le mode de formation):
— sédimentaire: clastique, chimique, organique;
— métamorphique;
— magmatique: plutonique, volcanique;
— croûtes
b) la structure:
— stratifiée, foliée ou massive (sans discontinuités);
— isotropie ou anisotropie de la roche;
c) la dimension des grains:
— les termes descriptifs (pour des dimensions variées) sont donnés dans le Tableau A.1, en
corrélation avec les types de roche;
d) la composition minéralogique:
— quartz, feldspaths et minéraux silicatés associés;
— minéraux de couleur foncée (par exemple la biotite, l’amphibole, le pyroxène);
— minéraux argileux;
— minéraux carbonatés (par exemple la calcite et la dolomite);
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— oxydes (par exemple la magnétite)
— matériaux amorphes siliceux (par exemple le verre);
— matériaux carbonés (par exemple la houille et le graphite);
— sels [par exemple l’halite (sel gemme), le gypse];
— minéraux gonflants (par exemple l’anhydrite et les minéraux argileux);
— sulfures (par exemple la pyrite);
e) la porosité:
— vides primaires (par exemple des bulles de gaz dans les roches volcaniques);
— vides secondaires (par exemple des vides de dissolution).
NOTE La dénomination lithologique des roches est nécessaire pour apprécier la structure géologique d’une
zone, pour corréler des profils géologiques observés dans les trous de forage ou pour distinguer des blocs du
socle rocheux. Elle est également importante lorsque la roche est utilisée en construction. Les caractéristiques
géotechniques peuvent être seulement partiellement supposées à partir de la dénomination du type de roche.
Les noms des types de roches les plus courants sont donnés dans le Tableau A.1 qui présente une aide à
la dénomination des roches à des fins géotechniques.
Des noms de roche sont donnés à des combinaisons particulières de caractéristiques et une
dénomination correcte nécessite la reconnaissance des qualités listées. La roche doit être correctement
dénommée en ayant recours à la géologie.
Les cartes géologiques et autres documents relatifs au projet selon les cas doivent être utilisés pour la
dénomination des roches.
4.3 Formation géologique et âge
L'identification de la roche devrait comprendre, dans la mesure du possible et en considérant toutes
les informations disponibles, la formation géologique qui englobe la roche et son âge. La formation
géologique est généralement renseignée après le nom de la roche, entre parenthèses et en majuscules.
La connaissance de la formation géologique peut fournir des informations utiles au sujet de la roche
et de l'interpolation entre les forages, afin de placer une roche stratigraphiquement et comprendre la
géologie générale.
Si la détermination de l'âge est vraisemblablement d'importance, il convient de nommer des experts
pour effectuer la détermination en utilisant des méthodologies appropriées de datation.
5 Description du matériau rocheux
5.1 Couleur
La couleur du matériau rocheux doit être décrite en utilisant le système simple donné dans le Tableau 1
afin de limiter le caractère subjectif de la description. Un terme est choisi dans chaque colonne et
combiné pour exprimer la couleur. Les couleurs supplémentaires à celles données dans le Tableau 1 ne
sauraient être appropriées.
Voici des exemples de combinaison de couleurs: jaune, brun jaunâtre clair, brun rougeâtre. Si nécessaire,
les différences de couleur peuvent être accentuées séparément en utilisant des termes tels que tacheté,
moucheté, bigarré, zoné; par exemple: brun jaunâtre clair tacheté de brun foncé.
Une palette de couleur est d’une aide utile, particulièrement pour obtenir une homogénéité de
description entre différentes personnes et dans différentes conditions de lumière. Les meilleures
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conditions de lumière se trouvent en extérieur ou à proximité d’une fenêtre par temps nuageux et clair;
il convient d’apporter une attention particulière en cas de description sous des éclairages fluorescents,
qui donnent le plus souvent une teinte jaune à la lumière. Il convient d’éclairer les zones à décrire avec
un éclairage «bleu» ou «lumière du jour» tel que CIE D65 (qui représente la lumière du jour à midi,
6 500 K) ou CIE C (qui représente la lumière du jour moyenne du Nord, 6 774 K).
Si le nuancier dispose des codes couleurs, comme pour la teinte, la valeur et la nuance, alors ces codes
devraient être inclus dans la description.
Tableau 1 — Termes relatifs à la teinte, à la nuance et à l’intensité pour la description
des couleurs
Teinte Nuance Intensité
Terme principal Terme qualificatif Terme qualificatif secondaire
Rouge
Rose
Rougeâtre
Orange
Rosâtre
Jaune
Orangeâtre
Crème Clair
Jaunâtre
Brun -
Brunâtre
Vert Foncé
Verdâtre
Bleu
Bleuâtre
Blanc
Grisâtre
Gris
Noir
5.2 Granularité (dimension des grains)
Il convient de décrire la granularité de la roche en utilisant le schéma descriptif donné au Tableau A.1.
La granularité fait référence à la dimension moyenne des cristaux, des fragments minéraux ou rocheux
prédominants constituant la roche. Une estimation à l’œil nu de la dimension suffit généralement. Une
loupe peut aider à l’évaluation des roches amorphes ou à grain fin, mais des descriptions séparées des
grains ou des cristaux et de la matrice peuvent être appropriées.
La dimension des particules, le degré de cimentation et la composition minéralogique de la matrice
devront être déterminés. Il convient de décrire la composition minéralogique en utilisant les termes
donnés dans le Tableau A.1 (siliceux, carbonate, carboné, etc.) mais cela peut être amplifiée avec des
termes géologiques standard tels que ferrugineuse, argileuse (contenant des minéraux d'argile),
quartzeux et d'autres.
5.3 Résistance à la compression uniaxiale
La résistance du matériau rocheux à la compression uniaxiale peut être estimée conformément au
Tableau 2.
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Tableau 2 — Résistance à la compression uniaxiale
Résistance
à la compression
Terme Identification par un essai à la main
uniaxiale
MPa
Extrêmement Rayé avec l’ongle du pouce; des morceaux de la taille de la grave peuvent 0,6 à 1
faible être brisés entre un doigt et le pouce.
Très faible Rayé avec l’ongle du pouce; des morceaux peuvent être brisés par 1 à 5
une forte pression de la main; peut être facilement pelé avec un canif;
s’émiette sous un coup ferme porté avec la pointe un marteau de
géologue.
Faible De fines plaques, des coins ou des arêtes peuvent être détachées par 5 à 12,5
pression de la main; peut être pelé avec un canif avec difficulté; facile-
ment rayé avec un canif; indentations superficielles faites par un coup
ferme porté avec la pointe d’un marteau de géologue.
Modérément De fines plaques, des coins ou des arêtes peuvent être détachées par 12,5 à 25
faible pression de la main; peut être pelé avec un canif avec difficulté; l’échan-
tillon tenu en main peut être brisé avec un seul coup ferme porté avec
un marteau de géologue.
Modérément Ne peut être gratté ou pelé avec un canif; l’échantillon posé sur une 25 à 50
forte surface solide peut être brisé avec un seul coup ferme porté avec un
marteau de géologue.
Forte Plus d’un coup de marteau de géologue est nécessaire pour briser 50 à 100
l’échantillon.
Très forte Plusieurs coups de marteau de géologue sont nécessaires pour briser 100 à 250
l’échantillon.
Extrêmement Un marteau de géologue ne peut détacher que des morceaux de supérieure à 250
forte l’échantillon.
Les matériaux présentant une résistance inférieure à 0,6 MPa devront être classés comme un sols.
Les essais de détermination d’indice tels que l’essai de charge ponctuelle peuvent être utilisés comme
mesurage indicatif de la résistance sur site, ou quand des échantillons appropriés à un essai de
résistance à la compression ne peuvent pas être obtenus.
Tout rapport décrivant les essais de résistance à la compression doit faire mention de la taille de
l’échantillon, du mode opératoire d’essai, de l’anisotropie de l’échantillon et de sa teneur en eau.
5.4 Effets de l’altération et du remaniement
Il convient de noter les effets de l’altération dans la description des roches sous la forme d’une
description entièrement factuelle du degré et de l’étendue de l’altération et de tout produit résiduel du
processus d’altération.
Les informations à noter incluent les aspects du matériau rocheux suivants:
— il convient d’identifier et de décrire le degré et l’étendue des changements de couleur associés à
l’altération;
— il convient d’identifier et de décrire la résistance originale de la roche et toute modification de cette
résistance associée à l’altération.
Les processus d’altération/de remaniement du matériau rocheux pouvant être décrits sont donnés
dans le Tableau 3. Un ou tous les termes descriptifs peuvent être utilisés pour décrire l’altération/
désagrégation. Il convient de noter que l'altération diminue normalement la résistance des matériaux,
mais qu’elle peut avoir comme conséquence une augmentation de la résistance.
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Tableau 3 — Termes pour la description de l’altération/du remaniement de la roche
Terme Description
Sain Aucun signe visible d’altération/remaniement de la roche
Décoloré La couleur de la roche originale saine est modifiée et la désagrégation/altération est
évidente. Il convient d’indiquer le degré de changement par rapport à la couleur origi-
nelle. Il convient de mentionner si le changement de couleur est limité à des consti-
tuants minéraux particuliers.
Désagrégé La roche se fragmente par altération physique, de sorte que les grains n’adhèrent plus
entre eux et que la roche est désagrégée/altérée jusqu’à l’état d’un sol dans lequel
la structuration du matériau originel est toujours intacte. Le matériau rocheux est
friable mais les grains minéraux ne sont pas décomposés.
Décomposé La roche est altérée du fait des modifications chimiques des grains minéraux et est
amené à l’état de sol dans lequel la structuration du matériau originel est toujours
intacte; certains ou tous les grains minéraux sont décomposés.
Les termes d’altération donnés dans le Tableau 3 peuvent être subdivisés en utilisant des termes
de qualification, par exemple, «partiellement décoloré», «complètement décoloré» et «légèrement
décoloré», car ceci facilitera la description du matériau examiné. Les trois derniers termes peuvent être
employés en association, par exemple, «complètement décoloré et légèrement décomposé».
5.5 Teneur en carbonates
La teneur en carbonates est évaluée par l’application de gouttes d’acide chlorhydrique dilué (10 % HCl).
Les caractéristiques suivantes peuvent être distinguées:
a) non calcaire si l’ajout de HCI ne produit aucune efferve
...
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