NF P94-074-1994 Soils investigation and testing Shear strength tests with revolving triaxial test apparatus Apparatus Preparation of test specimens Unconsolidated and undrained (Ut w.pdf

1、AFNL NF P 94-074 94 LO12372 0540407 827 ISSN 0335-3931 NF P 94-074 Octobre 1994 Indice de classement : P94-O74 1 Sols : reconnaissance et essais Essais lappareil triaxial de rvolution Appareillage - Prparation des prouvettes - Essai (UU) non consolid non drain - Essai (CU + U) consolid non drain ave

2、c mesure de pression interstitielle - Essai (CD) consolid drain E : Soils : investigation and testing -Shear strength tests with revolving triaxial test apparatus- Apparatus - Preparation of test specimens - Unconsolidated and undrained (UU) test - Consolidated and undrained (CU + U) test with measu

3、rement of the interstitial pressure- Consolidated, drained (CD) test Vorbereitung der Pro be krper - Un konsol idierter, und rn ierter Versuch (UU-Versuch) - Konsolidierter, undrnierter Versuch mit Messung des Porenwasserdrucks (CU + u-Versuch) - Konsolidierter, drnierter Versuch (CD-Versuch) D : Ba

4、ugrund : Erkundung und Prfung - Scherversuch mit Dreiaxialgert - Norme franaise homologue par dcision du Directeur Gnral de lAFNOR le 20 septembre 1994 pour prendre effet le 20 octobre 1994. correspondance la date de publication du prsent document, il nexiste pas de norme ou de projet de norme europ

5、enne ou internationale sur le sujet. analyse Ce document dfinit les caractristiques de lappareillage ncessaires pour la ralisation dessais de cisaillement lappareil triaxial de rvolution en compression, prcise les conditions de prparation et de montage des prouvettes et fournit les modalits de ralis

6、ation de lessai (UU) non conso- lid non drain, de lessai (CU + U) consolid non drain avec mesure de la pression interstitielle et de lessai (CD) consolid drain. descri pteu rs Thsaurus International Technique : sol, essai de cisaillement, appareil dessai, caractristique, spcimen dessai, prparation d

7、e spcimen dessai, contrle, mesurage de pression, procs-verbal dessai. mod if i cati o ns corrections dite et diffuse par lassociation franaise de normalisation (afnor), tour europe cedex 7 92049 paris la dfense- tl. : (1) 42 91 55 55 AFNOR 1994 O AFNOR 1994 lertirage 94-10 AFNL NF P 94-07LI 74 LOI12

8、372 0540408 763 Sols : reconnaissance et essais BNSR P94 Membres de la commission de normalisation Prsident : M PAREZ Secrtariat : M BIGOT- LABORATOIRE REGIONAL DES PONTS ETCHAUSSEES DE LEST PARISIEN - DREIF M AMAR M BARNOUD M BLONDEAU M CASSAN M CHAILLOT M DEBATISTA M DOR MME FERNANDEZ M GONIN M LE

9、GENDRE M PAREZ M RINCENT M ZERHOUNI A particip en tant quexpert : LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSEES UNION SYNDICALE GEOTECHNIQUE COMITE PROFESSIONNEL DE LA PREVENTION ET DU CONTROLE TECHNIQUE FONDASOL SNCF - DIRECTION DE LEQUIPEMENT EDF - TEGG - DGC MECASOL AFNOR SIMECSOL SYNDICAT NATIONAL

10、DES ENTREPRENEURS SONDAGE, FORAGE ET FONDATIONS SPECIALES - SOL - ESSAIS CENTRE EXPERIMENTAL DE RECHERCHES ET DETUDES DU BATIMENT ET DES TRAVAUX PUBLICS SOPENA M BLIVET LABORATOIRE REGIONAL DES PONTS ET CHAUSSEES DE ROUEN - CETE NORMANDIE CENTRE 1 2 3 3.1 3.2 4 4.1 4.2 4.3 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6 6.

11、1 6.2 6.3 7 7.1 7.2 7.3 8 8.1 8.2 8.3 9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 AFNL NF P 94-074 94 1012372 0540407 bTT -3- NF P 94-074 Sommaire Page Domaine dapplication . Rfrences normatives Gnralits Notations et symboles . Principe de lessai . Caractristiques de lappareillage Appareil triaxial Appareillage annex

12、e Mesurage des paramtres de lessai Prparation et montage des prouvettes . Choix des dimensions des prouvettes . Prparation des prouvettes de sols cohrents Montage des prouvettes dans la cellule Essai (UU) non consolid non drain . Processus de lessai . Expression des rsultats Procs-verbal dessai . Co

13、ntrle de lappareillage et prparation du local dessai Prparation des prouvettes de sols pulvrulents Essai (CU + U) consolid non drain avec mesure de la pression interstitielle Processus de lessai . Expression des rsultats Procs-verbal dessai . Essai (CD) consolid drain . Processus de lessai . Express

14、ion des rsultats Procs-verbal dessai . Contrles et vrifications de lappareillage . Contrle complet du circuit de contre-pression Contrle complet des circuits de mesure de la pression interstitielle Contrle des membranes Contrle complet du circuit de mise en pression de la cellule . Contrle pralable

15、lessai du circuit de contre-pression . Vrifications des instruments et moyens de mesure . Annexe A (informative) Saturation des sols raides et gonflants . Annexe B (normative) Corrections de section . Annexe C (informative) Corrections sur la contrainte radiale o3 . Annexe D (informative) Pression d

16、e consolidation . Annexe E (informative) valuation de la vitesse dcrasement des prouvettes 4 4 4 4 6 7 7 10 10 12 12 12 12 14 14 14 15 16 16 18 18 22 22 25 25 27 28 30 30 30 30 31 31 31 32 33 34 35 36 AFNL NF P 74-074 74 = LO12372 O540430 311 NF P 94-074 -4- 1 Domaine dapplication Ce document sappli

17、que au matriel dessais en compression lappareil triaxial de rvolution, la pr- paration des prouvettes et la ralisation du cisaillement de tous les types de sols naturels, artificiels ou reconstitus en laboratoire, pour les essais (UU) non consolids non drains, les essais (CU + U) consolids non drain

18、s avec mesure de la pression interstitielle et les essais (CDI consolids drains. 2 Rfrences normatives Ce document comporte par rfrence date ou non date des dispositions dautres publications. Ces rfrences normatives sont cites aux endroits appropris dans le texte et les publications sont num- res ci

19、-aprs. Pour les rfrences dates, les amendements ou rvisions ultrieurs de lune quelconque de ces publications ne sappliquent ce document que sils y ont t incorpors par amendement ou rvision. Pour les rfrences non dates, la dernire dition de la publication laquelle il est fait rf- rence sapplique. NF

20、P 94-050 Sols : reconnaissance et essais - Dtermination de la teneur en eau pondrale des sols - Mthode par tuvage. NF P 94-053 Sols : reconnaissance et essais - Dtermination de la masse volumique des sols fins en laboratoire - Mthodes de la trousse coupante, du moule et de limmersion dans leau. NF P

21、 94-054 Sols : reconnaissance et essais - Dtermination de la masse volumique des particules solides des sols - Mthode du pycnomtre eau. NF P 94-070 Sols : reconnaissance et essais - Essais lappareil triaxial - Gnralits - Dfinitions. P 94-202 Sols : reconnaissance et essais - Prlvement des sols et ro

22、ches - Mthodologie et pro- cdure. ) 3 Gnralits 3.1 Notations et symboles A B CD CU + U D est laire de la section transversale de lprouvette, exprime en centimtres carrs ; est le facteur de Skempton. B = Au/Ao, ; est lessai consolid drain ; est lessai consolid non drain avec mesure de la pression int

23、erstitielle ; est le diamtre de lprouvette, exprim en millimtres ; est le diamtre initial exprim, en millimtres ; est la force axiale applique lprouvette, exprime en kilonewtons ; est la hauteur de lprouvette, exprime en millimtres ; est la hauteur de lprouvette avant essai, exprime en millimtres ;

24、est la hauteur de lprouvette la fin de la consolidation, exprime en millimtres ; est le module de compressibilit volumique du squelette de sol, exprim en mgapascals ; est le degr de saturation, exprim en pourcentage ; est lessai non consolid non drain ; est le volume de lprouvette, exprim en centimt

25、res cubes ; Do F H Hl3 Hs Ks sr uu v - 1) Avant-projet soumis enqute. AFN1 NF P 94-074 94 LO12372 0540411 -5- 258 9 NF P 94-074 VO est le volume de lprouvette avant essai, exprim en Centimtres cubes ; Vs est le volume de lprouvette a la fin de la consolidation, exprim en centimtres cubes ; CU est la

26、 cohsion non draine, exprime en kilopascals ; Cu, est la cohsion apparente du sol non satur, exprime en kilopascals ; C est la cohsion effective, exprime en kilopascals ; e est lindice des vides ; indice f est lindice final ; indice i est lindice initial ; m n q S S tS tl O0 t = t U U0 uCP W AH A% A

27、Vs E1 E“ P PU Pu U P hcu AV P pd Ps OC Oc est la masse de lprouvette, exprime en grammes ; est la porosit ; est le dviateur. q = o, - o3 = O, - or3, exprim en kilopascals ; s = (o1 + 0,)/2, exprim en kilopascals ; s = (O + 0)/2, exprim en kilopascals ; est la dure de la consolidation, exprime en sec

28、ondes ; est la dure conventionnelle de consolidation, exprime en secondes ; t = t = (o1 - 03)/2 = (d1 - d3)/2, exprim en kilopascals ; est la pression interstitielle, exprime en kilopascals ; est la pression interstitielle du sol en place, exprime en kilopascals ; est la contre-pression, exprime en

29、kilopascals ; est la teneur en eau, exprime en pourcentage ; est la variation de hauteur de lprouvette, exprime en millimtres ; est la variation de hauteur de lprouvette pendant la consolidation, exprime en millimtres ; est le volume deau absorb ou expuls par lprouvette, exprim en centimtres cubes ;

30、 est la variation de volume de lprouvette pendant la consolidation, exprime en centimtres cu bec ; est la dformation axiale de lprouvette, exprime en pourcentage ; est la dformation volumique de lprouvette, exprime en pourcentage ; est langle de frottement, exprim en degrs ; est langle de frottement

31、 apparent du sol satur, exprim en degrs ; est langle de frottement apparent du sol non satur, exprim en degrs ; est langle de frottement effectif, exprim en degrs ; est le facteur daugmentation de la cohsion non draine en fonction de la pression de consolidation ; est la masse volumique du sol, expr

32、ime en kilogrammes par mtre cube ou en mgagrammes par mtre cube; est la masse volumique du sol sec, exprime en kilogrammes par mtre cube ou en mga- grammes par mtre cube ; est la masse volumique des particules solides, exprime en kilogrammes par mtre cube ou en mgagrammes par mtre cube ; est la pres

33、sion dans la cellule de lappareil triaxial, exprime en kilopascals ; est la pression de consolidation effective isotrope lors de lessai, exprime en kilopascals ; AFNL NF P 94-074 94 IIOL2372 0540432 II94 NF P 94-074 -6- Gd 3, %O ovo 3vo 31 Is 1 03 est la correction de la contrainte due au drain latr

34、al, exprime en kilopascals ; est la correction de la contrainte due la membrane, exprime en kilopascals ; est la pression dans la cellule triaxiale correspondant une pression interstitielle nulle, exprime en kilopascals ; est la contrainte verticale totale du sol en place, exprime en kilopascals ; e

35、st la contrainte verticale effective du sol en place, exprime en kilopascals ; est la contrainte principale totale axiale, exprime en kilopascals ; est la contrainte principale effective axiale, exprime en kilopascals ; est la contrainte principale totale radiale, exprime en kilopascals ; est la con

36、trainte principale effective radiale, exprime en kilopascals ; 7 est la contrainte tangentielle (ou de cisaillement), exprime en kilopascals. Toutes les pressions en gotechnique sont dtermines par rapport la pression atmosphrique. Les contraintes et les pressions peuvent tre galement tre exprimes en

37、 mgapascals. 33 3.2 Principe de lessai Lprouvette de sol de forme cylindrique et de section droite circulaire est place sur une embase rigide munie ou non dun disque drainant, lintrieur dune enceinte tanche. Sur sa surface latrale, lprouvette est recouverte dune membrane souple et impermable. la par

38、tie suprieure de lprouvette est place une embase rigide munie ou non dun disque drainant, sur laquelle vient, en gnral, sappliquer un piston. Les essais seffectuent en imposant lprouvette une dformation axiale vitesse constante. Lprouvette est soumise : - une pression hydrostatique impose lintrieur

39、de lenceinte par un liquide ; - une dformation axiale par dplacement relatif des deux embases. Le disque drainant infrieur et le disque drainant suprieur ventuels sont en relation avec un circuit -soit assure le transfert de leau interstitielle expulse ou absorbe par lprouvette, avec, le cas chant,

40、mesure du volume correspondant ; - soit permet de mesurer, volume constant, la pression interstitielle existant dans lprouvette ; - soit empche, sil est ferm, tout change de liquide entre lprouvette et lextrieur. qui : Les embases sont, selon lessai : - soit relies aux circuits extrieurs ; - soit pl

41、eines pour empcher tout change de liquide interstitiel avec lextrieur. Au cours de lessai et selon le type dessai, sont mesurs : - la pression latrale hydrostatique impose dans lenceinte : oc ; - la force axiale laquelle est soumise lprouvette : F ; - la variation de hauteur (longueur axiale) de lpr

42、ouvette : AH ; - le volume deau absorb ou expuls par lprouvette : AV ; - la pression interstitielle : U. -7- 4 Caractristiques de lappareillage NF P 94-074 4.1 Appareil triaxial Lappareil triaxial de rvolution est constitu dun ensemble dlments qui doivent assurer les fonctions suivantes : - applique

43、r une prouvette cylindrique de section droite circulaire des sollicitations axiale et radiale ; - dterminer les dformations axiale E, ventuellement radiale E, et les volumes deau absorbs ou expulss par lprouvette (sauf pour les essais UU) ; - mesurer leffort vertical et la pression radiale ; - mesur

44、er, selon le type dessai, les pressions de leau interstitielle rgnant dans lprouvette. II comporte : - une cellule triaxiale de dimensions appropries celles de lprouvette ; - un dispositif de chargement et diffrents moyens de mise en pression permettant dimposer un dplacement axial et des contrainte

45、s lprouvette ; - un dispositif de mesure. Un exemple de lappareillage est prsent en figure 1. Cellule tr iaxiale - Gnrateur press ion ation +FI pression Disposi tif de chargement - Figure 1 : Appareillage triaxial - Exemple AFN1 NF P 94-074 94 M 3032372 0540414 Tb7 NF P 94-074 -8- 4.1 .I Cellule tri

46、axiale et quipement de lprouvette La cellule comporte comme reprsente sur la figure 2 : une base, une enceinte cylindrique et un couvercle. Ses dimensions sont telles que lprouvette de sol, une fois quipe, puisse tre place entre lembase infrieure solidaire de la base et lembase suprieure relie un pi

47、ston. Repre f ixe par rappor t -tm on dh eileme uile nt - Couver c 1 e Enceinte cyi indr que Disques dra inan ts Cour onne I Base CI = Circuit de mise en pression de la cellule. C2-C3-C4 = Circuits de drainage, de contre-pression et de mesure de la pression interstitielle. *I Solution alternative la solution capteur situ lintrieur de lenceinte. Figure 2 : Cellule triaxiale - Exemple AFNL NF P 94-074 94 m LOI12372 0540435 7T3 m -9- NF P 94-074 4.1.1.1 Base et embase infrieure La base comporte : - une embase infrieure dun diamtre sensiblement gal celui de lprouvette essayer ;