NF P94-059-2000 Soils investigation and testing - Determination of minimal and maximal density of cohesionless soils 《土壤 调查与试验 砂性土最大和最小密度测定》.pdf

1、FA1 06659 ISSN 0335-3931 NF P 94-059 Novembre 2000 Indice de classement : P 94-059 ICs : 93.020 Sols : Reconnaissance et essais Dtermination des masses volumiques minimale et maximale des sols non cohrents E : Soils : investigation and testing - Determination of minimal and maximal D : Boden : Erkun

2、dung und Prfungen - Bestimmung der minimalen density of cohesionless soils und maximalen Dichte von lockeren Bden Norme franaise homologue par dcision du Directeur Gnral dAFNOR le 5 octobre 2000 pour prendre effet le 5 novembre 2000. Remplace la norme homologue NF P 94-059, de septembre 1992. COrreS

3、pOndanCe la date de publication du prsent document, il nexiste pas de travaux europens ou internationaux traitant du mme sujet. Analyse Le prsent document traite de la dtermination des masses volumiques minimale et maximale des sols non cohrents. II fixe la terminologie, spcifie les caractristiques

4、de lappareillage, dcrit le mode opratoire respecter pour lobtention des compacits conventionnelles maximale et minimale et prcise les paramtres calculer et les rsultats prsenter. Descripteurs Thsaurus International Technique : sol, essai, dtermination, masse volumique, valeur minimale, valeur maxima

5、le, mode Opratoire, instrument de mesurage, calcul, rsultats dessai. Modifications Par rapport au document remplac, seules les spcifications essentielles du matriel sont donnes. Corrections Edite et diffuse par lAssociation Franaise de Normalisation (AFNOR), Tour Europe 92049 Paris La Dfense Cedex T

6、l. : O1 42 91 55 55 -Tl. international : + 33 1 42 91 55 55 O AFNOR 2000 AFNOR 2000 ler tirage 2000-1 l-F COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesSTD-AFNOR NF P94-059-FREN 2000 1032372 0824820 434 Sols : Reconnaissance et essais Membres de la co

7、mmission de normalisation Prsident : M PAREZ Secrtariat : M BIGOT - LABORATOIRE REGIONAL DE LEST PARISIEN M AMAR M BARNOUD M BLONDEAU M CASSAN M DORE M GOUBET M LEGENDRE M MALATERRE M PAREZ MME PINEAU M RINCENT M TALFUMIERE M ZERHOUNI LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSEES GEOTEC COMITE PROFESSI

8、ONNEL DE LA PREVENTION ET DU CONTROLE TECHNIQUE / SOCOTEC FONDASOL MECASOL SIMECSOL SOFFONS, FORAGE ET FONDATIONS SPECIALES - SYNDICAT NATIONAL DES ENTREPRENEURS I SOLETANCHE BACHY EDF - CEMETE - TEGG - DGG SOL - ESSAIS AFNOR RINCENT BTP SERVICES S.N.C.F. - DIRECTION DE LINGENIERIE UNION SYNDICALE G

9、EOTECHNIQUE / SOLEN A particip en tant quexpert : M CANEPA LABORATOIRE REGIONAL DE LEST PARISIEN COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling Services1 2 3 3.1 3.2 3.3 4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 5 5.

10、1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 6 7 7.1 7.1.1 7.1.2 7.2 7.2.1 7.2.2 8 -3- NF P 94-059 Sommaire Page Domaine dapplication . 5 Rfrences normatives . 5 Gnralits . 5 Principe de lessai 5 Mthode . 5 Dfinitions et terminologie . 6 Appareillage . 6 Matriel pour la prparation

11、 de lchantillon du matriau 6 Matriel pour la dtermination de la masse volumique minimale 6 Moules dessai . 6 Dispositif de mise en place des matriaux ayant des lments de dimension maximale : dmax I 10 mm . 8 Systeme de positionnement du dispositif de mise en place du matriau 8 Outils pour mise en pl

12、ace des matriaux ayant des lments de dimension maximale : d 10mm . 9 max Petit matriel 9 Matriel pour la dtermination de la masse volumique maximale . 10 Hausse du moule . 10 Dispositif de surcharge du matriau 10 Table vibrante 12 Cales de mesure 12 Capteurs de dplacement 13 Chronomtre 13 Balance (v

13、oir matriel dfini en 4.1) 9 Mode opratoire . 13 Prparation de lchantillon de matriau 13 Contrles prliminaires 13 Preparation du matriau 13 Dtermination de la masse volumique minimale . 14 Choix du moule dessai et de la mthode de remplissage . 14 Remplissage du moule 14 Mesures . 15 Dtermination de l

14、a masse volumique maximale 15 Choix du moule dessai et de la mthode de remplissage (voir 5.2.1) 15 Remplissage du moule (voir 5.2.2) 15 Vibration du matriau . 15 Mesures . 15 Vrifications des instruments et moyens de mesure . 16 Expression des rsultats 16 Masse volumique minimale . 16 Masse volumiqu

15、e sche 16 Masse volumique sche minimale /d min 16 Masse volumique maximale 16 Dtermination du volume de lchantillon de sol 17 Masse volumique sche maximale Pmax 17 Proces-verbal dessai 17 COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesNF P 94-059 -4- S

16、ommaire (fin) Page Annexe A (normative) Vrifications de lappareillage . 19 A.l Notations utilises . 19 A.l.l Moules dessai cylindriques 19 A.1.2 Matriel de surcharge . 19 A.1.3 Cale de mesure . 19 A.1.4 Table vibrante . 19 A.2 Caractristiques de lappareillage . 20 A.2.1 Moule dessai 20 A.2.2 Matriel

17、 de surcharge . 20 A.2.3 Cale de calibration 20 A.2.4 Table vibrante 20 Annexe B (normative) Arasage du moule 21 B.l Processus opratoire 21 B.l.l Arasage par phases 21 8.1.2 Arasage final . 21 COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesSTD-AFNOR NF

18、 P94-059-FREN 2000 ei 1012372 0824823 123 I -5- NF P 94-059 I 1 Domaine dapplication Le prsente document, qui a pour objet la dtermination des masses volumiques minimale et maximale des sols non cohrents, sapplique aux sols naturels dont les plus gros lments ont un diamtre infrieur ou gal 50 mm et d

19、ont les pourcentages pondraux de matriau sec passant au travers des tamis ouverture carre de 31,5 mm et de 80 pm de ct sont respectivement suprieur ou gal 70 Yo et infrieur ou gal 12 Yo. 2 Rfrences normatives Le prsent document comporte par rfrence date ou non date des dispositions dautres publicati

20、ons. Ces rfe- rences normatives sont cites aux endroits appropris dans le texte et les publications sont numres ci-aprs. Pour les rfrences dates, les amendements ou rvisions ultrieurs de lune quelconque de ces publications ne sappliquent ce document franaise que sils y ont t incorpors par amendement

21、 ou rvision. Pour les rfren- ces non dates, la dernire dition de la publication laquelle il est fait rfrence sapplique. NF P 94-056, Sois : reconnaissance et essais -Analyse granulomtrique - Methode par tamisage sec aprs lavage. XP X 15-1 40, Mesure de lhumidit de lair - Enceintes climatiques et the

22、rmostatiques - Caractrisation et vrification. 3 Gnralits 3.1 Principe de lessai Lessai consiste a mettre en uvre dans un moule normalis, selon une procdure dtermine, lchantillon de sol tudier, successivement dans un tat lche puis dans un tat serr. Par convention, ces deux tats sont considrs comme ta

23、nt caractristiques respectivement des compacits minimale et maximale du sol considr. 3.2 Methode Aprs avoir prpar lchantillon de sol et choisi le moule de volume connu adapt sa granularit, le matriau est mis en place dans un tat lche par rpandage : - pour les sables : avec une hauteur de chute nulle

24、 ; - pour les graves : la pelle. Le pesage du moule et de son contenu permet de dterminer la masse du matriau et sa masse volumique minimale. Ensuite, une surcharge statique est applique sur cet chantillon, afin de procder son compactage par vibration. Cette opration conduit, aprs mesure du volume o

25、ccup par le matriau et pesage, la masse volu- mique maximale. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesSTDmAFNOR NF P74-059-FREN 2000 1012372 0824824 ObT NF P 94-059 -6- 3.3 Dfinitions et terminologie - Tamisat (ou passant : matriau qui passe tra

26、vers les ouvertures carres dun tamis d. - Densit dun matriau : rapport de la masse dun certain volume de ce matriau la masse dun gal volume - lD : Indice de compacit ou indice de densit. deau dans les mmes conditions de temprature et de pression. 1 et emin = - ps 1 YS avec emax = - emax - e - Pdmin

27、pd 1 1 Pdmin Pdmax - - /D = emax - emin Pdmin Ydmax o : e emax emin YS Yd Pdmax Pdrnin est lindice des vides du matriau ; est lindice des vides maximal du matriau ; est lindice des vides minimal du matriau ; est la masse volumique des particules solides ; est la masse volumique sche du matriau ; est

28、 la masse volumique sche maximale du matriau ; est la masse volumique sche minimale du matriau. 4 Appareillage Le matriel ncessaire la preparation de lchantillon de matriau est distingu du matriel ncessaire a la dter- mination des masses volumiques minimale et maximale. 4.1 - Balance dont les portes

29、 maximale et minimale sont compatibles avec les masses peser et telle que les - srie de tamis ouverture carre de ct : 50 mm, 31,5 mm, 20 mm, 10 rnm, 5 mm et 80 pm ; - bac de dimensions minimales en centimtres 60 x 40 x 12 pour recueillir le tamisat 80 pm ; - enceinte thermostatique ; - rgle araser r

30、igide en acier avec tranche biseaute. Matriel pour la prparation de lchantillon du matriau peses soient effectues avec une incertitude de 1/1 O00 de la valeur mesure ; 4.2 4.2.1 Moules dessai Trois moules cylindriques mtalliques base circulaire ayant une contenance nominale de 750 cm3 - 2 500 cm3 -

31、1 O O00 cm3 et de dimensions conformes aux exigences rappeles dans le Tableau 1 et sur la Figure 1. Matriel pour ia dtermination de la masse volumique minimale COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesSTD-AFNOR NF Pq4-05q-FREN 2000 1012372 082482

32、5 TTb NF P 94-059 -7- Volume des moules (cm3) 750 2 500 10 O00 f I I Dimensions (mm) Hauteur du moule Diamtre Hauteur de la hausse Hm Tolrance 95,4 1 O0 15 50 141,4 15 60 150 + 0,25 - 0,oo em Tolrance Dm Tolrance hr +1 -0 + 0,25 - 0.00 203,7 250 15 120 Lgende 1 Moule dessai 2 3 Hausse 4 Pattes de fi

33、xation du moule sur la table vibrante Assemblage de la hausse sur le moule Figure 1 - Moule dessai et sa hausse - Exemple COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesNF P 94-059 -a- 4.2.2 Dispositif de mise en place des matriaux ayant des lments de

34、dimension maximale : dmaX I 10 mm II est constitu dun entonnoir auquel peut tre assembl un rservoir rigide dont le volume densemble est sup- rieur ou gal 1 500 cm3. Lentonnoir est termin par une goulotte ou un tube dont les dimensions doivent tre conformes aux exigences rappeles sur la Figure 2 et d

35、ans le Tableau 5. 4.2.3 Ce systme doit permettre le centrage du dispositif de mise en place et son relevage une vitesse rgulire en liaison avec la vitesse de remplissage du moule dessai (voir Figure 2). Systme de positionnement du dispositif de mise en place du matriau r 5 3 2 Lgende 1 Table vibrant

36、e 2 Moule dessai 3 Goulotte 4 5 Systme de centrage 6 Systme de relevage Dispositif de mise en uvre du matriau dmax I 1 O mm Figure 2 - Dispositif de mise en uvre des sables par rpandage - Exemple COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling Services-9- NF P

37、94-059 4.2.4 dmax 10 mm Outils pour mise en place des matriaux ayant des lments de dimension maximale : Pelle cuillre, louche de caractristiques dfinies Figure 3. I =1101 I I Dimensions en millimtres Figure 3 - Matriel de mise en uvre du matriau dmax * 10 mm - Exemple 4.2.5 Petit matriel Pinceaux, b

38、rosses. 4.2.6 Balance (voir matriel dfini en 4.1) COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesSTDoAFNOR NF P94-05q-FREN 2000 m LO12372 0824828 705 = NF P 94-059 - 10- 4.3 En plus de lensemble du matriel utilis pour dterminer la masse volumique minim

39、ale (voir 4.2) sont galement ncessaires pour lexcution de lessai de masse volumique maximale, les matriels numrs ci-dessous. Matriel pour la dtermination de la masse volumique maximale 4.3.1 Hausse du moule Cest un anneau cylindrique mtallique adaptable chacun des moules dessai. Les dimensions des m

40、oules et des hausses sont donnes dans le Tableau 1 et les notations sont rappeles sur la Figure 1. 4.3.2 Le systme de surcharge est adapt pour tre introduit dans chacun des moules dessai afin de transmettre au matriau une pression moyenne statique de lordre de 1 O kPa. La Figure 4 montre lensemble d

41、u dispositif qui comporte un piston avec vents (Figure 4 b), un guide mtallique (Figure 4 d) avec, sa base, un tapis de caout- chouc, un systme de centrage de la surcharge (Figure 4 c), un ressort de compression entre le support de la surcharge et le piston. La longueur de la tige guide et celle du

42、ressort doivent tre telles quil ny ait aucun choc sur le piston lors de la mise en place de la surcharge. Un anneau fix sur le piston a pour but de faciliter le glisse- ment du piston dans le moule (voir Tableau 2). Dispositif de surcharge du matriau 1 4 2 3 1 2 a) Vue densemble de la surcharge b) P

43、iston Figure 4 - Dispositif de surcharge - Exemple COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesSTD-AFNOR NF Pq4-059-FREN 2000 I LOI12372 0824829 641 NF P 94-059 -11 - i. 5 i i i i i I 6 Pice Ressort (Figure 4 a) Caoutchouc (Figure 4 a) Piston (Figur

44、e 4 b) Masse du piston et de la surcharge c) Support de charge Lgende 1 Piston 5 Tige guide 2 vent 6 Support de charge 3 Caoutchouc 7 Ressort 4 Anneau 8 Masse de plomb Diamtre intrieur du moule dessai Dm Rfrence Unit Tolrance (mm) 1 O0 150 250 R N/mm 5 20 Yo 5 10 30 e, rnm * 1 o O% 10 10 10 Duret D.

45、I.D.C. 36 36 36 - 0,-2 4 di y Ve mm cm Repem mm Pris desui 1 28.78 1 2 27.56 27.87 616 3 27.27 1 27.69 2 27,89 27,74 615 3 27,64 2 I kg kglm pd- 1.041 1690 1.037 1685 MINIMALE 15 1 1.037 I 1381 I 1 1 1,042 I 1387 I 1,036 1.039 I I - I- I MAXIMALE I 1688kglm MOYENNE Figure 6 - Procs verbal - Exemple

46、COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAnnexe A (norm at ive) Vrifications de lappareillage A.l Notations utilises A.l.l Moules dessai cylindriques H, V, A, m, est la hauteur intrieure ; est le volume intrieur ; est laire de la section droite i

47、ntrieure ; est la masse du moule. A.1.2 Matriel de surcharge mp ms mg rn, mi mb est la masse dun piston ; est la masse dun support de charge ; est la masse de la tige guide ; est la masse du ressort ; est la masse lmentaire de la charge de plomb i ; est la masse dun dispositif complet de surcharge :

48、 n rnb=rnp+/?s+f?g+m,+ 4 i= 1 R est la raideur du ressort. A.1.3 Cale de mesure h, rn, est la hauteur dune cale de mesure ; est la masse dune cale de mesure. A.1.4 Table vibrante 2a f est lamplitude de dplacement vertical de crte a crte ; est la frquence de vibration verticale. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesSTD-AFNOR NF P94-059-FREN 2000 I 303237