ISO 22282-6:2012
(Main)Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing — Part 6: Water permeability tests in a borehole using closed systems
Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing — Part 6: Water permeability tests in a borehole using closed systems
ISO 22282-6:2012 specifies requirements for the determination of the local permeability in soils and rocks below or above the groundwater table in a closed system by the water permeability tests as part of the geotechnical investigation services according to EN 1997-1 and EN 1997-2.
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais géohydrauliques — Partie 6: Essais de perméabilité à l'eau dans un forage en tube fermé
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22282-6
First edition
2012-06-01
Geotechnical investigation and testing —
Geohydraulic testing —
Part 6:
Water permeability tests in a borehole
using closed systems
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais géohydrauliques —
Partie 6: Essais de perméabilité à l’eau dans un forage en tube fermé
Reference number
ISO 22282-6:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 22282-6:2012(E)
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ISO 22282-6:2012(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.
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 22282-6 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 341, Geotechnical investigation and testing, 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).
ISO 22282 consists of the following parts, under the general title Geotechnical investigation and testing —
Geohydraulic testing:
— Part 1: General rules
— Part 2: Water permeability tests in a borehole using open systems
— Part 3: Water pressure tests in rock
— Part 4: Pumping tests
— Part 5: Infiltrometer tests
— Part 6: Water permeability tests in a borehole using closed systems
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 22282-6:2012(E)
Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing —
Part 6:
Water permeability tests in a borehole using closed systems
1 Scope
This part of ISO 22282 specifies requirements for the determination of the local permeability in soils and
rocks below or above the groundwater table in a closed system by the water permeability tests as part of the
geotechnical investigation services according to EN 1997-1 and EN 1997-2.
The tests are used to determine the permeability coefficient k in low permeability soil and rock lower than
−8
10 m/s. It can also be used to determine the transmissivity T and the storage coefficient S.
NOTE The water pressure test in rock is covered by ISO 22282-3.
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.
ISO 14688-1, Geotechnical investigation and testing ― Identification and classification of soil ― Part 1:
Identification and description
ISO 14689-1, Geotechnical investigation and testing ― Identification and classification of rock ― Part 1:
Identification and description
ISO 22282-1, Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic tests — Part 1: General rules
ISO 22475-1, Geotechnical investigation and testing — Sampling method and groundwater measurements —
Part 1: Technical principles for execution
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 22282-1 apply.
3.2 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in Table 1 apply.
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ISO 22282-6:2012(E)
Table 1 — Symbols
Symbol Designation Unit
−1
C apparent compressibility of the measurement device Pa
app
−1
C compressibility of the water Pa
w
F shape factor —
−2
g acceleration due to gravity m.s
h hydraulic head m
h pre-test stabilized hydraulic head m
st
−1
k permeability coefficient m.s
−1
k permeability coefficient at a temperature of 20 °C m.s
20
L
height of the cavity m
p
pressure Pa
3 −1
Q
flow rate m .s
r radius of the measurement cavity and of the borehole m
c
S
storage coefficient —
2 −1
T
transmissivity (T = k L) m .s
t time s
3
V volume m
3
V volume of water submitted to pressure pulse m
w
z height of the middle of the cavity in relation to the natural land m
c
z height of the pressure sensor in relation to the natural land m
capt
η dynamic viscosity of the water Pa.s
−3
ρ density of the water kg.m
w
Δh variation in initial hydraulic head m
0
3
ΔV variation in initial volume m
0
Δp variation in initial pressure Pa
0
4 Equipment
The basic equipment consists of the following parts (see also the example in Figure 1):
— pump or pressure source capable of injecting or removing water to the water-filled system to produce a
pressure pulse in the test interval;
— pipes;
— single or double packer;
— shut-off valve in the pipe above the test section;
— pressure measuring and recording device in test section;
— data acquisition system.
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ISO 22282-6:2012(E)
Key
1 test section
2 inflatable packer
3 packer inflation device
4 isolating valve (bottom valve)
5 pressure and water temperature device
6 hydraulic delivery pipe
7 pressure and water temperature indicating and recording device
8 water reservoir
9 device for application of pressure pulse and measurement of compressibility
10 ground level
Figure 1 — Test equipment — Example
5 Test procedure
5.1 General
The principle of water permeability tests in a borehole using closed systems is based on an instantaneous
change of the hydraulic head in a test section. The dissipation of imposed head is recorded as a function of time.
According to Figure 1, a volume of water is pressurized on a test section of a borehole closed off by one or
more packers in order to determine dissipation of pressure with time.
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ISO 22282-6:2012(E)
The test can be carried out in a borehole of any orientation and diameter. The test section may be located
above or below the groundwater level.
5.2 Installation of equipment
The test rod or tubing shall be installed into the borehole with the valve open.
The packer(s) shall be inflated or the sealing plug shall be installed.
5.3 Determination of the pre-test stabilized hydraulic head
5.3.1 Below water table
Below groundwater table, an initial measurement of the initial hydraulic head in the soil or rock to be tested
shall be conducted:
— starting the recording system of the pressure in the test section;
— closing the isolating valve;
— monitoring the pressure, until the state of equilibrium is reached.
Monitoring shall be continued until the head variation Δh is less than 10 % of variation in initial head.
5.3.2 Above water table
In the case of a test in initially unsaturated soil, the soil around the test section shall be initially saturated
before applying the pressure pulse. This saturation results in a major reduction of the suction in the vicinity
of the test section.
The recommended value for the constant hydraulic head for this phase is approximately 1 m of water with
respect to the ground level. The volume infiltrated during this phase shall be estimated and indicated in the test
report. The duration of the infiltration phase depends largely on the permeability of the soil. Table 1 indicates
the minimum duration of the saturation phase for various permeability ranges.
Table 2 — Duration of saturation phase and permeability ranges
Permeability coefficient k (m/s)
−8 −9 −10
1,10 1,10 1,10
Duration of saturation phase (hours)
3 10 20
After the saturation phase, stabilized hydraulic head is determined according to 5.3.1.
5.3.3 Application of the pressure pulse
With the isolating valve still in the closed position, the pressure variation shall be adjusted above the valve to
be produced within the test section.
The amplitude of the pressure pulse shall be limited in order to avoid all risks of hydraulic fracturing of the soil
within the test section. The hydraulic head increment above ground level shall be less than 30 % of the depth
of the test section.
The pressure in the test section shall be measured and recorded every second.
The isolating valve shall be opened for 2 s to allow the pressure to apply in the whole system, and then it
shall be closed.
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ISO 22282-6:2012(E)
The variation in volume ΔV corresponding to the variation in pressure Δp of the fluid in the measurement
0 0
system and in the test section shall be recorded. The values of the compressibility parameters, ΔV and Δp ,
0 0
shall be noted and used for the estimation of the compressibility of the whole system.
5.3.4 Measurement of the pressure change within the test section
The change in the excess pressure Δp(t) produced in the system until Δp(t)/Δp ≤ 0,10 shall be recorded.
0
Before stopping the measurements, a second determination of the compressibility parameters shall be carried
out as follows:
— with the isolating valve still in the closed position, a new pressure variation Δp shall be adjusted to the
0
test section;
— the isolating valve shall be opened for 2 s to allow the pressure to apply in the whole system, and then it
shall be closed;
— the new variation in volume ΔV corresponding to the new variation in pressure shall be determined by
0
reading or recording;
— the compressibility coefficient shall be calculated from the parameters determined before and after the test
(see Clause 6).
6 Test results
The test results are:
— the pressure as a function of time,
— the variation of volume at application of the pressure pulse at the beginning and at the end of the test.
7 Reports
7.1 Field report
7.1.1 General
At the project site, a field report shall be completed. This field report shall consi
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 22282-6
Première édition
2012-06-01
Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais
géohydrauliques —
Partie 6:
Essais de perméabilité à l’eau dans un
forage en tube fermé
Geotechnical investigation et testing — Geohydraulic testing —
Part 6: Water permeability tests in a borehole using closed systems
Numéro de référence
ISO 22282-6:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 22282-6:2012(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2012
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
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ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 22282-6:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles . 2
4 Équipement . 2
5 Mode opératoire d’essai . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Installation de l’équipement . 4
5.3 Détermination de la charge hydraulique stabilisée avant essai . 4
6 Résultats d’essai . 5
7 Rapport . 5
7.1 Procès-verbal établi sur le site . 5
7.2 Rapport d’essai . 7
Annexe A (informative) Exemple de procès-verbal des valeurs mesurées et des résultats d’essai . 8
Annexe B (informative) Interprétation des résultats d’essai . 9
Bibliographie .15
© ISO 2012 – Tous droits réservés iii
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ISO 22282-6:2012(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.
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 22282-6 a été élaborée par le comité technique CEN/TC 341, Enquête géotechnique et test, du 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).
L’ISO 22282 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais géohydrauliques:
— Partie 1: Règles générales
— Partie 2: Essais de perméabilité à l’eau dans un forage en tube ouvert
— Partie 3: Essais de pression d’eau dans des roches
— Partie 4: Essais de pompage
— Partie 5: Essais d’infiltration
— Partie 6: Essais de perméabilité à l’eau dans un forage en tube fermé
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NORME INTERNATIONALE ISO 22282-6:2012(F)
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais
géohydrauliques —
Partie 6:
Essais de perméabilité à l’eau dans un forage en tube fermé
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 22282 spécifie les exigences relatives à la détermination de la perméabilité locale
des sols et des roches, au-dessous ou au-dessus du niveau de la nappe souterraine, dans un trou fermé
par des essais de perméabilité à l’eau réalisés dans le cadre de services de reconnaissance géotechnique
conformément à l’EN 1997-1 et à l’EN 1997-2.
Les essais sont utilisés pour déterminer le coefficient de perméabilité, k, dans un sol ou une roche de faible
-8
perméabilité inférieure à 10 m/s. Ils peuvent également être utilisés pour déterminer la transmissivité, T, et le
coefficient d’emmagasinement, S.
NOTE L’essai de pression d’eau dans les roches est traité dans l’ISO 22282-3.
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).
ISO 14688-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Dénomination, description et classification des
sols — Partie 1: Dénomination et description
ISO 14689-1, Recherche et essais géotechniques — Dénomination et classification des roches — Partie 1:
Dénomination et description
ISO 22282-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais géohydrauliques — Partie 1: Règles générales
ISO 22475-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Méthodes de prélèvement et mesurages
piézométriques — Partie 1: Principes techniques des travaux
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 22282-1 s’appliquent.
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ISO 22282-6:2012(F)
3.2 Symboles
Tableau 1 — Symboles
Symbole Désignation Unité
-1
C Compressibilité apparente du dispositif de mesure Pa
app
-1
C Compressibilité de l’eau Pa
w
F Facteur de forme —
2
g
Accélération due à la pesanteur m/s
h
Charge hydraulique m
h Charge hydraulique stabilisée avant essai m
st
k
Coefficient de perméabilité m/s
k Coefficient de perméabilité à une température de 20 °C m/s
20
L Hauteur de la cavité m
p Pression Pa
3
Q Débit m /s
r Rayon de la cavité de mesure et du trou de forage m
c
S Coefficient d’emmagasinement —
2
T Transmissivité (T = kL) m /s
t Temps s
3
V Volume m
3
V Volume d’eau soumis à l’impulsion de pression m
w
z Hauteur au milieu de la cavité par rapport au terrain naturel m
c
z Hauteur du capteur de pression par rapport au terrain naturel m
capt
η Viscosité dynamique de l’eau Pa⋅s
3
ρ Masse volumique de l’eau kg/m
w
Δh Variation de la charge hydraulique initiale m
0
3
ΔV Variation du volume initial m
0
Δp Variation de la pression initiale Pa
0
4 Équipement
L’équipement de base est constitué des éléments suivants (voir également l’exemple illustré à la Figure 1):
— pompe ou source de pression capable d’injecter ou d’extraire de l’eau du système rempli d’eau pour
produire une impulsion de pression dans l’intervalle d’essai;
— tubes;
— obturateur simple ou double;
— vanne d’arrêt dans le tube au-dessus de la section d’essai;
— dispositif de mesure et d’enregistrement de la pression dans la section d’essai;
— système d’acquisition de données.
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ISO 22282-6:2012(F)
Légende
1 section d’essai
2 obturateur gonflable
3 dispositif de gonflage de l’obturateur
4 vanne d’isolement (vanne inférieure)
5 capteur de pression et de température de l’eau
6 conduite d’alimentation hydraulique
7 dispositif d’indication et d’enregistrement de la pression et de la température de l’eau
8 réservoir d’eau
9 dispositif d’application d’une impulsion de pression et de mesurage de la compressibilité
10 niveau du terrain
Figure 1 — Équipement d’essai — Exemple
5 Mode opératoire d’essai
5.1 Généralités
Le principe des essais de perméabilité à l’eau dans un forage en tube fermé est fondé sur une variation
instantanée de la charge hydraulique dans une section d’essai. La dissipation de la charge appliquée est
enregistrée en fonction du temps.
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ISO 22282-6:2012(F)
Conformément à la Figure 1, un volume d’eau est mis sous pression dans une section d’essai d’un trou de
forage fermée par un ou plusieurs obturateurs afin de déterminer la dissipation de pression dans le temps.
L’essai peut être réalisé dans un trou de forage d’orientation et de diamètre quelconques. La section d’essai
peut être située au-dessus ou en dessous du niveau de la nappe souterraine.
5.2 Installation de l’équipement
La tige ou le tubage d’essai doit être installé dans le trou de forage avec la vanne ouverte.
Le ou les obturateurs doivent être gonflés ou le bouchon mâle doit être mis en place.
5.3 Détermination de la charge hydraulique stabilisée avant essai
5.3.1 En dessous du niveau de la nappe souterraine
En dessous du niveau de la nappe souterraine, un mesurage initial de la charge hydraulique initiale dans le
sol ou la roche doit être effectué:
— mise en marche du système d’enregistrement de la pression dans la section d’essai;
— fermeture de la vanne d’isolement;
— surveillance de la pression jusqu’à l’équilibre.
La surveillance doit être poursuivie jusqu’à ce que la variation de la charge, Δh, soit inférieure à 10 % de la
variation de la charge initiale.
5.3.2 Au-dessus du niveau de la nappe souterraine
Dans le cas d’un essai dans un sol initialement non saturé, le sol autour de la section d’essai doit d’abord être
saturé avant d’appliquer l’impulsion de pression. Cette saturation aboutit à une réduction importante de la
succion au voisinage de la section d’essai.
Pour cette phase, la valeur recommandée pour la charge hydraulique constante est d’environ 1 m d’eau par
rapport au niveau du terrain. Le volume infiltré durant cette phase doit être estimé et indiqué dans le rapport
d’essai. La durée de la phase d’infiltration dépend largement de la perméabilité du sol. Le Tableau 1 donne une
indication de la durée minimale de la phase de saturation pour diverses plages de perméabilité.
Tableau 2 — Durée de la phase de saturation et plages de perméabilité
Coefficient de perméabilité k (m/s)
-8 -9 -10
1 × 10 1 × 10 1 × 10
Durée de la phase de saturation (heures)
3 10 20
Après la phase de saturation, la charge hydraulique stabilisée est déterminée conformément à 5.3.1.
5.3.3 Application de l’impulsion de pression
La vanne d’isolement étant encore en position fermée, la variation de pression devant être produite dans la
section d’essai doit être réglée en amont de la vanne.
L’amplitude de l’impulsion de pression doit être limitée pour éviter tout risque de fracturation hydraulique dans
le sol au niveau de la section d’essai. L’incrément de charge hydraulique au-dessus du niveau du terrain doit
être inférieur à 30 % de la profondeur de la section d’essai.
La pression dans la section d’essai doit être mesurée et enregistrée toutes les secondes.
4 © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 22282-6:2012(F)
La vanne d’isolement doit être ouverte pendant 2 s pour appliquer la pression à l’ensembl
...
Questions, Comments and Discussion
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