ISO/TS 17892-5:2004

Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 5: Incremental loading oedometer test

ISO/TS 17892-5:2004 is intended for determination of the compression, swelling and consolidation properties of soils. The cylindrical test specimen is confined laterally, is subjected to discrete increments of vertical axial loading or unloading and is allowed to drain axially from the top and bottom surfaces. The main parameters derived from the oedometer test relate to the compressibility and rate of primary consolidation of the soil. Estimates of preconsolidation pressure, rate of secondary compression, and swelling characteristics are sometimes also obtainable. The main parameters which can be derived from the oedometer test carried out on undisturbed samples are: 1) compressibility parameters; 2) coefficient of consolidation; 3) apparent preconsolidation pressure or yield stress; 4) coefficient of secondary compression; 5) swelling parameters. The fundamentals of the incremental loading oedometer test include: stress path corresponds to one-dimensional straining; drainage is one-dimensional and axial. The stress paths and drainage conditions in foundations are generally three dimensional and differences can occur in the calculated values of both the magnitude and the rate of settlement. The small size of the specimen generally does not adequately represent the fabric features present in natural soils. Analysis of consolidation tests is generally based on the assumption that the soil is saturated. In case of unsaturated soils, some of the derived parameters may have no physical meaning.

Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 5: Essai à l'oedomètre sur sol saturé

L'ISO 17892-5:2004 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 oedométrique 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 oedométrique 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 oedométrique 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.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 20-Oct-2004
• Withdrawal Date: 20-Oct-2004
• ICS: 13.080.20 - Physical properties of soils
• ICS: 93.020 - Earthworks. Excavations. Foundation construction. Underground works
• Technical Committee: ISO/TC 182 - Geotechnics
• Drafting Committee: ISO/TC 182 - Geotechnics
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 03-Mar-2017

Relations

• Revised: ISO 17892-5:2017 - Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 5: Incremental loading oedometer test
• Effective Date: 19-Sep-2009
• Consolidated By: ISO 16610-49:2015 - Geometrical product specifications (GPS) — Filtration — Part 49: Morphological profile filters: Scale space techniques
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 17892-5
First edition
2004-10-15

Geotechnical investigation and testing —
Laboratory testing of soil —
Part 5:
Incremental loading oedometer test
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de sol au
laboratoire —
Partie 5: Essai à l'oedomètre sur sol saturé




Reference number
ISO/TS 17892-5:2004(E)
©
ISO 2004

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ISO/TS 17892-5:2004(E)
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ISO/TS 17892-5:2004(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of normative document:
— an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
— an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years with a view to deciding whether it should be confirmed for
a further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. In the case of a confirmed
ISO/PAS or ISO/TS, it is reviewed again after six years at which time it has to be either transposed into an
International Standard or withdrawn.
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.
ISO/TS 17892-5 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) in collaboration with
Technical Committee ISO/TC 182, Geotechnics, Subcommittee SC 1, Geotechnical investigation and testing,
in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
Throughout the text of this document, read ".this European pre-Standard." to mean ".this Technical
Specification.".
ISO 17892 consists of the following parts, under the general title Geotechnical investigation and testing —
Laboratory testing of soil:
 Part 1: Determination of water content
 Part 2: Determination of density of fine-grained soil
 Part 3: Determination of particle density — Pycnometer method
 Part 4: Determination of particle size distribution
 Part 5: Incremental loading oedometer test
 Part 6: Fall cone test
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ISO/TS 17892-5:2004(E)
 Part 7: Unconfined compression test on fine-grained soil
 Part 8: Unconsolidated undrained triaxial test
 Part 9: Consolidated triaxial compression tests on water-saturated soil
 Part 10: Direct shear tests
 Part 11: Determination of permeability by constant and falling head
 Part 12: Determination of the Atterberg limits
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ISO/TS 17892-5:2004(E)

Page
Contents
Foreword.vi
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .2
4 Symbols .2
5 Equipment .3
6 Test procedure.7
7 Test results.12
8 Test report .14
Annex A (informative) Additional calculations.16
Bibliography .25


Figures
Figure 1 — General arrangements of typical oedometer cells .4
Figure 2 — Typical plot of void ratio against vertical effective stress.11
Figure A.1 — Change of effective stress and vertical strain for incremental loading and unloading.18
Figure A.2 — Change of effective stress and void ratio for incremental loading and unloading.18
Figure A.3 — Laboratory consolidation curve: example of log time fitting method .20
Figure A.4 — Laboratory consolidation curve: example of square root of time fitting method .21
Figure A.5 — Temperature correction curve for coefficient of consolidation .22
Figure A.6 — Derivation of coefficient of secondary compression C .23
αααα
Figure A.7 — Determination of the apparent preconsolidation pressure σσσσ' .24
p
Tables
Table 1 — Suggested initial pressure.9
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ISO/TS 17892-5:2004(E)

Foreword
This document (CEN ISO/TS 17892-5:2004) has been prepared by Technical Committee CEN/TC 341
“Geotechnical investigation and testing”, the secretariat of which is held by DIN, in collaboration with Technical
Committee ISO/TC 182 “Geotechnics”.
According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following
countries are bound to announce this Technical Specification: Austria, Belgium, Cyprus, Czech Republic, Denmark,
Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta,
Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland and United Kingdom.
CEN ISO/TS 17892 consists of the following parts, under the general title Geotechnical investigation and testing —
Laboratory testing of soil:
 Part 1: Determination of water content
 Part 2: Determination of density of fine-grained soil
 Part 3: Determination of particle density — Pycnometer method
 Part 4: Determination of particle size distribution
 Part 5: Incremental loading oedometer test
 Part 6: Fall cone test
 Part 7: Unconfined compression test on fine-grain soil
 Part 8: Unconsolidated undrained triaxial test
 Part 9: Consolidated triaxial compression tests on water-saturated soil
 Part 10: Direct shear tests
 Part 11: Determination of permeability by constant and falling head
 Part 12: Determination of the Atterberg limits
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ISO/TS 17892-5:2004(E)

Introduction
This document covers areas in the international field of geotechnical engineering never previously standardised. It
is intended that this document presents broad good practice throughout the world and significant differences with
national documents is not anticipated. It is based on international practice (see [1]).
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ISO/TS 17892-5:2004(E)

1 Scope
This document is intended for determination of the compression, swelling and consolidation properties of soils. The
cylindrical test specimen is confined laterally, is subjected to discrete increments of vertical axial loading or
unloading and is allowed to drain axially from the top and bottom surfaces.
The main parameters derived from the oedometer test relate to the compressibility and rate of primary
consolidation of the soil. Estimates of preconsolidation pressure, rate of secondary compression, and swelling
characteristics are sometimes also obtainable.
The main parameters which can be derived from the oedometer test carried out on undisturbed samples are:
1) compressibility parameters;
2) coefficient of consolidation;
3) apparent preconsolidation pressure or yield stress;
4) coefficient of secondary compression;
5) swelling parameters.
The fundamentals of the incremental loading oedometer test include:
 stress path corresponds to one-dimensional straining;
 drainage is one-dimensional and axial.
The stress paths and drainage conditions in foundations are generally three dimensional and differences can occur
in the calculated values of both the magnitude and the rate of settlement.
The small size of the specimen generally does not adequately represent the fabric features present in natural soils.
Analysis of consolidation tests is generally based on the assumption that the soil is saturated. In case of
unsaturated soils, some of the derived parameters may have no physical meaning.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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.
prEN 1997-2, Eurocode 7 - Geotechnical design — Part 2: Ground investigation and testing.
CEN ISO/TS 17892-1, Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 1: Determination
of water content (ISO/TS 17892-1:2004).
CEN ISO/TS 17892-2, Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 2: Determination
of density of fine grained soil (ISO/TS 17892-2:2004).
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3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
excess pore pressure
pore water pressure over and above the equilibrium pore pressure at the end of consolidation
3.2
primary consolidation
process whereby soil compresses as a result of an increase (or decrease) in effective stress due to dissipation of
excess pore pressure under constant total applied stress accompanied by drainage of water from the voids
3.3
secondary consolidation
process in which compression occurs after full excess pore pressure dissipation
3.4
swelling
expansion due to reduction of effective stress
NOTE Swelling includes both the reverse of compression and the reverse of consolidation.
3.5
undisturbed sample
normally a sample of quality class 1 according to prEN 1997-2
4 Symbols
For the purposes of this document, the following symbols apply.
A Cross-sectional area of specimen.
e Void ratio, i.e. volume of pores relative to volume of solid particles.
e Original void ratio, i.e. void ratio of the specimen at the start of the test.
0
e Void ratio of the specimen at the end of an increment: this is the void ratio of the specimen at the start of the
f
next increment.
D Diameter of the oedometer ring.
H Height of the specimen.
H Original height, i.e. height of the specimen at the start of the test: this is normally taken as the depth of the
0
oedometer ring.
H Initial height, i.e. height of the specimen at the start of an increment: this is the height of the specimen at the
i
end of the previous increment.
H Height of the specimen at the end of an increment: this is the height of the specimen at the start of the next
f
increment.
H Equivalent height of solids.
s
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m Dry mass of specimen.
d
ε Vertical strain.
v
ρ Initial density of specimen.
ρ Initial dry density of specimen.
d
ρ Particle density.
s
σ´ Swelling pressure, i.e. the pressure required to maintain constant volume (i.e. to prevent swelling) when a soil
s
is flooded with water.
σ Total vertical stress, i.e. the vertically applied force divided by the horizontal cross-sectional area.
v
σ´ Effective vertical stress, i.e. the difference between the total vertical stress and the pore water pressure.
v
5 Equipment
5.1 Requirements
5.1.1 Oedometer ring
5.1.1.1 The oedometer ring shall be indelibly marked with a unique identification number. The cutting edge
shall not be damaged.
5.1.1.2 The internal dimensions shall conform to the following:
 diameter: minimum 35 mm;
 height (H): not less than 12 mm;
 ratio (D/H): not less than 2,5.
5.1.1.3 The ring shall either be laterally confined to restrict expansion under load, or have sufficient stiffness to
prevent the internal diameter expanding by more than 0,05 % when subjected to the maximum horizontal stress
resulting from the test.
5.1.1.4 The ring shall be made of corrosion-resistant metal or other suitable material and shall have a sharp
cutting edge. The internal surface shall be smooth, and shall be lubricated with a thin film of silicone grease,
petroleum jelly, or other suitable lubricant.
5.1.2 Porous plates
5.1.2.1 The top and bottom porous plates shall be of corrosion-resistant material and shall allow free drainage
of water, while preventing intrusion of soil particles into their pores. The upper and lower surfaces shall be plane,
clean and undamaged. The material shall be of negligible compressibility under the maximum stress likely to be
applied during the test and shall be thick enough to prevent breakage under load.
5.1.2.2 If necessary, a filter paper may be used to prevent intrusion of the soil into the porous stones.
However, the permeability of the stones and the filter paper shall be sufficiently high to prevent retardation of the
drainage of the specimen.
5.1.2.3 The diameter of the top porous plate shall be about 0,5 mm less than the internal diameter of the
oedometer ring, and may be tapered towards the upper face to minimize the risk of binding due to tilt.
5.1.2.4 In a fixed-ring cell the bottom porous plate shall be large enough to support the oedometer ring.
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5.1.2.5 In a floating-ring cell the diameter of the bottom porous plate shall be about 0,5 mm less than the
internal diameter of the ring. The bottom porous plate shall be similar to the top plate, but tapered towards the
lower face (see Figure 1).
Key
a) Fixed ring oedometer
b) Floating ring oedometer
1 Seating
2 Loading cap
3 Lateral restraint for ring

4 Cell body
5 Porous plates
6 Oedometer ring

Figure 1 — General arrangements of typical oedometer cells
5.1.2.6 Before use, new porous plates shall be saturated by boiling in distilled or de-ionised water for at least
20 min. They shall then be kept immersed in distilled water until required for use.
5.1.2.7 The surface of the porous plates which have previously been used shall be cleaned with a natural
bristle or nylon brush, followed by a check that the plates are readily permeable to water and that the pores are not
clogged by soil particles. They shall then be saturated by boiling as described above.
In soft soils the difference between the diameter of the porous plate and the internal diameter of the ring may need
to be reduced to 0,2 mm to avoid extrusion of soil.
5.1.3 Cell body
5.1.3.1 The cell body shall be of suitable corrosion-resistant metal or other suitable material.
5.1.3.2 A fixed-ring cell (see Figure 1a) shall accept the oedometer ring with a push fit and shall be rigid
enough to prevent significant lateral deformation of the ring when under load.
5.1.3.3 A floating-ring cell (see Figure 1b) shall provide adequate clearance around the outside of the ring.
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5.1.3.4 The assembled cell (see Figure 1) shall be watertight and shall hold water to a level which submerges
the upper porous plate.
5.1.3.5 All components shall be made of materials which are not corrodible by electro-chemical reaction with
each other, or the soil and the pore water.
5.1.4 Loading cap
5.1.4.1 The loading cap shall be rigid enough to ensure negligible deformation under load.
5.1.4.2 It shall be fitted with a central load seating and shall be mounted centrally in the consolidation cell.
5.1.4.3 If porous disks with a thickness of less than 6 mm are used, then the loading cap shall have
perforations or grooves to allow the free drainage of pore water.
5.1.5 Deformation gauge
5.1.5.1 The deformation gauge may be either a dial gauge or an electrical displacement transducer, rigidly
supported for measuring the vertical deformation of the specimen during the test.
5.1.5.2 The gauge shall have a travel of at least 10 mm with a resolution and accuracy of 0,002 mm. When a
travel exceeding 10 mm is required (e.g. for highly compressible soil) an accuracy and resolution of 0,01 mm is
acceptable.
If non-conventional equipment is used the reference system used for the measurements should be clearly defined
in order to clarify which components of the apparatus contribute to the compliance of the measuring system.
5.1.6 Loading frame
5.1.6.1 The loading frame shall have a rigid bed on which the cell body is supported.
5.1.6.2 The loading frame shall allow the application of vertical stresses acting centrally on the loading cap
only.
5.1.6.3 The vertical stress applied to the specimen shall be accurate to better than 1 % or 1 kPa. The stress
shall remain constant within these limits throughout the duration of a loading increment. The mechanism shall allow
the application of a given load increment within a period of 2 s without significant impact.
5.1.6.4 Adequate arrangements shall be made to ensure stability of the load frame, or a group of load frames,
when fully loaded.
5.1.7 Ancillary apparatus
The ancillary apparatus consists of:
 balance, accuracy 0,03 g, readable to 0,01 g or better;
 timer readable to 1 s;
 maximum/minimum thermometer readable to 1 °C;
 metal disk with flat, smooth and parallel end faces. The diameter shall be about 1 mm less than the internal
diameter of the oedometer ring and the height shall be the same as that of the ring;
 apparatus for determination of water content;
 apparatus for determination of particle density;
 vernier callipers reading to 0,05 mm.
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5.1.8 Apparatus for specimen preparation
The apparatus for the specimen preparation consists of:
 cutting and trimming tools (e.g. cheese-wire, wire-saw, sharp knife, scalpel);
 spatulas;
 straight-edge trimmer;
 reference straight-edge (e.g. engineer's steel rule);
 steel try-square;
 flat glass plate;
 extrusion equipment and clamping jig (for preparing and trimming specimens from a tube sample).
5.1.9 Water
The water added to the cell to submerge the sample shall not influence the test results. For marine clays and for
soils from off-shore sites sea-water should be used.
Normally ground water from the site at which the sample was taken, or similar natural or prepared water shall be
used if distilled water is likely to influence the test results. Soils from certain regions may require water with salinity
even higher than that of normal sea-water.
5.2 Calibration
5.2.1 Oedometer ring
5.2.1.1 The internal diameter of the oedometer ring shall be measured in two perpendicular directions to the
2
nearest 0,05 mm. The mean diameter D (mm) and the area A (mm ) shall be calculated.
5.2.1.2 The height of the ring at four equally spaced points shall be measured to the nearest 0,05 mm. The
mean height H (mm) and the contained volume V (ml) shall be calculated.
0 0
5.2.1.3 The ring shall be weighed to the nearest 0,01 g.
5.2.2 Deformation of apparatus
5.2.2.1 The oedometer apparatus shall be assembled by using the metal disc in place of the specimen. The
porous stones shall be moistened. If filter papers are to be used during the actual test, they should be moistened
during calibration and sufficient time should be allowed during the calibration process for the water to be squeezed
from them.
5.2.2.2 Increments of load shall be applied similar to those applied in a test and the reading of the deformation
gauge corresponding to each increment shall be recorded. It is advisable, before a calibration loading test, first to
load and unload the metal disc without taking any reading in order to avoid small movements, strains, inequalities
etc., and then start the calibration loading as above.
5.2.2.3 Unloading shall be performed in similar decrements and the deformation shall be recorded.
5.2.2.4 The deformations shall be tabulated as cumulative deformations against the applied loads or plotted as
a graph of cumulative deformation against the applied load. In the calibration report it should be clearly noted
whether filter papers were used during the calibration process and, if so, what type of filter paper was used.
5.2.2.5 Re-calibration of the equipment is necessary at regular intervals (at least once a year) and when
essential parts are changed or replaced.
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ISO/TS 17892-5:2004(E)

5.2.2.6 The appropriate value of the apparatus deformation is deducted from the measured deformation in a
test to give the cumulative deformation of the specimen itself under the given load. This correction is likely to be
significant only for relatively stiff soils.
5.2.2.7 In extremely stiff soils, tested at high stress levels, the lateral deformability of the ring may also affect
the results. To avoid lateral deformation of the specimen, special very stiff oedometer rings should be used.
5.3 Environment
5.3.1 Test specimens shall be prepared in an environment which avoids significant loss or gain of soil water. If
the preparation process is interrupted the specimen shall be protected by wrapping in thin plastic sheet or clingfilm.
5.3.2 The area in which the test is carried out shall be free from significant vibrations and mechanical
disturbance. The apparatus shall be protected against sunlight, local sources of heat and draughts.
5.3.3 The temperature of the test location shall be maintained constant to within ± 2 °C. Maximum and minimum
temperatures shall be recorded daily.
6 Test procedure
6.1 General requirements
6.1.1 This test is applicable to saturated homogeneous specimens. The test should be carried out on
undisturbed samples.
6.1.2 The mean diameter of the largest particle within a specimen shall not normally exceed one-fifth of the
height of the ring.
6.2 Specimen preparation
6.2.1 Selection of preparation method
Test specimens may be prepared by the following methods depending on the type of sample available:
 extrusion from a sample tube of the same diameter as the oedometer ring (when trimming would cause
significant disturbance);
 extrusion from a sample tube of a diameter larger than that of the ring (homogeneous soils with few coarse
particles or other features likely to cause disturbance);
 trimming from an undisturbed block sample (taken by hand or removed from a tube);
 trimming from an undisturbed sample obtained by continuous sampling methods;
 artificial compaction of disturbed soil (when undisturbed samples cannot be obtained).
6.2.2 Extrusion from tube of diameter equal to ring
6.2.2.1 The sampling tube shall be mounted in the extrusion device and the oedometer ring shall be securely
clamped in position with its axis in line with the axis of the tube.
6.2.2.2 Any disturbed soil shall be extruded from the end of the tube and the surface of the soil remaining in

the tube shall be trimmed flat.
6.2.2.3 The sample shall be extruded until the ring is filled, with some excess soil at either end. The direction

of extrusion shall be recorded.
6.2.2.4 The extruded soil shall be cut off with a wire saw.
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6.2.2.5 Portions of the soil trimmings shall be used for a preliminary determination of water content, a test for
particle density and other classification properties, if required (see note).
6.2.2.6 Each end of the specimen shall be trimmed in turn, using a sharp knife or scalpel to cut away excess
soil a little at a time. The ends shall be checked to be flat and flush with each edge of ring. Leaving smeared
surfaces shall be avoided.
NOTE  The water content determined at this stage enables preliminary values of void ratio to be calculated while the test
proceeds, before the final dry mass is available.
6.2.3 Extrusion from tube of larger diameter
6.2.3.1 The procedure described in 6.2.2 shall be followed. Additionally, it should be checked that excess soil that
is cut off by the ring can be removed easily and does not impede the extrusion process.
6.2.4 Trimming from block sample or continuous sample
6.2.4.1 A horizontal flat surface shall be prepared on the sample of a size larger than the diameter of the
oedometer ring.
6.2.4.2 The sample shall be placed on to the trimming apparatus, the ring shall be fitted into its holder and the
cutting edge shall be lowered on to the prepared surface.
6.2.4.3 The ring shall be steadily forced into the sample until it is filled with soil with an excess protruding from
the top. Soil cuttings shall be removed so that advance of the ring is not impeded.
6.2.4.4 With stiff soils the sample shall be trimmed in advance of the ring to about 1 mm or 2 mm larger than
the internal ring diameter so that the cutting edge removes the remaining thin layer.
6.2.4.5 The sample shall be cut off underneath the ring to remove the ring and contained soil.
6.2.4.6 Soil trimmings shall be used and the trimming of the specimen shall be completed, as described in
6.2.2.5 and 6.2.2.6.
6.2.5 Recompacted specimens
6.2.5.1 Disturbed samples shall be prepared by compacting the soil into a suitable mould (e.g. a compaction
mould) either at the required water content and under the application of the appropriate compaction effort, or to
achieve the sp
...

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/TS 17892-5:2004(F)
©
ISO 2004

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ISO/TS 17892-5:2004(F)
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Publié en Suisse

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ISO/TS 17892-5:2004(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 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
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ISO/TS 17892-5:2004(F)
— 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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ISO/TS 17892-5:2004(F)

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

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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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ISO/TS 17892-5:2004(F)


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
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ISO/TS 17892-5:2004(F)


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.
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ISO/TS 17892-5:2004(F)
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.
0
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
0
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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ISO/TS 17892-5:2004(F)
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.
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ISO/TS 17892-5:2004(F)
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.
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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,
d
...