ISO 22282-2:2012
(Main)Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing — Part 2: Water permeability tests in a borehole using open systems
Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing — Part 2: Water permeability tests in a borehole using open systems
ISO 22282-2:2012 specifies requirements for the determination of the local permeability in soils and rocks below and above groundwater level in an open hole by 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 2: Essais de perméabilité à l'eau dans un forage en tube ouvert
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22282-2
First edition
2012-06-01
Geotechnical investigation and testing —
Geohydraulic testing —
Part 2:
Water permeability tests in a borehole
using open systems
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais géohydrauliques —
Partie 2: Essais de perméabilité à l’eau dans un forage en tube ouvert
Reference number
ISO 22282-2:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 22282-2:2012(E)
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Published in Switzerland
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ISO 22282-2:2012(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Symbols . 1
4 Test principle . 2
5 Equipment . 2
6 Test procedure . 3
6.1 Preparation of a test section . 3
6.2 Conducting the test . 9
7 Test results .10
7.1 Constant flow rate test method .10
7.2 Variable head test method .10
7.3 Constant head test method . 11
8 Reports . 11
8.1 Field report . 11
8.2 Test report .12
Annex A (informative) Example of record of measured values and test results .13
Annex B (informative) Interpretation of test results .14
Bibliography .27
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ISO 22282-2:2012(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 22282-2 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 22282-2:2012(E)
Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing —
Part 2:
Water permeability tests in a borehole using open systems
1 Scope
This part of ISO 22282 specifies requirements for the determination of the local permeability in soils and rocks
below and above groundwater level in an open hole by water permeability tests as part of the geotechnical
investigation services according to EN 1997-1 and EN 1997-2.
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: 2011, Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing — Part 1: General rules
ISO 22475-1, Geotechnical investigation and testing — Sampling methods 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 22475-1 and 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 22282-2:2012(E)
Table 1 — Symbols
Symbol Designation Unit
2
A area of the inner cross-section of the casing m
c
2
A area of the water surface in the reservoir m
r
D borehole diameter, diameter of the test section m
F shape factor m
h hydraulic head of the test m
h , h , h applied hydraulic heads m
1 2 3
h distance of the water level from the ground level m
o
Δh change in hydraulic head m
k
permeability coefficient m/s
k field saturated permeability coefficient m/s
fs
L
length (height) of the test section m
3
Q
flow rate m /s
r
radius –
S
storage coefficient –
T transmissivity –
t time needed to reach the equilibrium s
i
t time s
t time at start of test s
o
volume flow rate
V
4 Test principle
The test is based on the assumption that the test section is isolated and located above or below the
groundwater surface.
The results can vary depending on the test type chosen (water withdrawal or injection) according to the purpose
of the test.
Three test methods are available:
−6
a) Constant flow rate test method (suitable for k-value greater than 10 m/s)
This test consists of producing a change in hydraulic head in a section of a borehole by injecting or withdrawing
a constant flow rate. The change in hydraulic head is measured against time.
−6 −9
b) Variable head test method (suitable for k-value between 10 m/s and 10 m/s)
This test consists of producing an instant change in hydraulic head in a section of a borehole. The change in
hydraulic head is measured against time.
−4 −7
c) Constant head test method (suitable for k-value between 10 m/s and 10 m/s)
This test consists of maintaining a constant hydraulic head in a section of a borehole. The flow rate is measured
against time.
5 Equipment
In addition to a casing or a piezometer, the following equipment is necessary:
a) water supply or plain rod for the falling head test;
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ISO 22282-2:2012(E)
b) pump or bail system for the rising head test;
c) device to determine the flow rate with an accuracy of 5 % of the measuring range for constant head and
constant flow;
d) device to maintain the flow rate for constant flow;
e) perforated tube and/or filter material (for filter criteria see ISO 22282-1);
f) device to measure the water level in the casing or piezometer with an accuracy of 0,01 m;
g) a time measuring and/or recording device, reading in s.
All the equipment and measuring devices shall be calibrated according to their use, either periodically or before
they are used.
6 Test procedure
6.1 Preparation of a test section
6.1.1 General
The test section shall be prepared in accordance with ISO 22282-1: 2011, Annex A.
6.1.2 Preparation of a test section in non-stable soil and rock below the groundwater surface
Drilling shall be executed with the use of a casing. After drilling the test section and cleaning the borehole, the
test section shall be prepared according to one of these three alternatives (see Figure 1):
a) A perforated tube that is closed by a perforated or closed disc at the bottom shall be installed through the
casing tube in the test section [Figure 1 a)]. After that the casing tube shall be withdrawn by the length L
shortly above the upper end of the perforated section.
NOTE If the bottom of the boreholes cannot be cleaned, a full disc can be used at the bottom of the tube. In this
case a specific shape factor is used (see ISO 22282-1).
b) Before withdrawing the casing tube, an appropriate filter material shall be filled into the test section. After
that the casing tube shall be withdrawn up to the upper edge of the filter [Figure 1 b)].
c) Open end test: the test is performed at the bottom of the casing through the open section of diameter D
[Figure 1 c)].
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ISO 22282-2:2012(E)
a) With perforated tube b) With filter material
Key
1 ground
2 top surface
3 water table
4 test section
5 perforated or closed disc
6 casing
7 perforated tube
8 filter pack
L length of the test section
D diameter of the test section
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ISO 22282-2:2012(E)
c) Open end test
Key
1 ground
2 top surface
3 water table
4 casing
D diameter of the test section
Figure 1 — Test section in non-stable soil and rock
6.1.3 Preparation of a test section in stable soil and rock
After drilling the test section and cleaning the borehole, the test section shall be prepared according to one of
the following alternatives (see Figure 2):
a) A packer is inflated above the test section [Figure 2 a)]. A perforated tube can be used below the packer.
b) In a temporary open piezometer, a perforated tube shall be used in the test section. An appropriate filter
material shall fill the space between the tube and the borehole wall into the test section. A sealing plug
shall be installed above the filter pack [Figure 2 b)].
c) Before withdrawing the casing tube, an appropriate filter material shall be filled into the test section. After
that the casing tube shall be withdrawn up to the upper edge of the test section [Figure 2 c)].
d) The same preparation as in c), but without filter material [Figure 2 d)].
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ISO 22282-2:2012(E)
a) With packer b) Temporary piezometer
Key Key
1 ground 1 ground
2 measuring tube 2 top surface
3 water table 3 water table
4 test section 4 test section
5 packer 5 sealing plug
6 cavity 6 measuring tube
L length of the test section 7 filter pack
D diameter of the test section L length of the test section
D diameter of the test section
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c) With filter material d) Without filter material
Key
1 ground
2 top surface
3 water table
4 test section
5 casing
6 filter material
L length of the test section
D diameter of the test section
Figure 2 — Example of test section in stable soil and rock
6.1.4 Preparation of the test section in unsaturated conditions
Measurement of permeability in unsaturated soils is made by injecting water into the test section.
During infiltration created by the permeability test, a field-saturated condition develops around the test section.
Full saturation does not occur due to entrapped air remaining in the soil or provided by the injected fluid. This
may reduce the permeability measured in the field.
When testing unsaturated coarse soils (typically gravels and sands), the flow of water is not spherical or
ellipsoidal as observed below water table in homogeneous soils (Figure 3). The flow net is affected by gravity
and shall be described by specific equations such as those provided in B.5.
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ISO 22282-2:2012(E)
a) Saturated conditions b) Unsaturated conditions
Figure 3 — Water flow in coarse soils
In low permeability soils (silts and clays) the effect of suction at the wetting front can affect the test results, particularly
if the initial saturation of the soil is low. In order to avoid or limit the effect of suction, the soil around the test section
should be pre-saturated prior to proper permeability measurement. This phase creates a saturated bulb around the
test section wall. The equations used to compute the test data in saturated conditions may be used.
The duration of the saturation phase depends on the permeability of the soil in the test section (Figure 4). The
total amount of infiltrated water during the saturation phase shall be recorded.
Figure 4 — Recommended duration of saturation phase
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6.2 Conducting the test
6.2.1 General
All test methods can be executed as multi-step tests applying different hydraulic heads or flow rates.
6.2.2 Constant flow rate test method
−6
The constant flow rate test method is generally suitable for k-values greater than 10 m/s.
Before starting the test, the water level shall be measured in the annular space or measuring tube after
stabilization.
A flow rate shall be chosen which shall allow a variation of the water level in the tube of at least 10 cm during
the first minute in order to obtain a significant change in level between two measuring steps.
NOTE In a usual shape of the test section (e.g. D = 10 cm and L = 100 cm), a variation of 10 cm with a flow rate of
−3
100 l/min corresponds to a range of permeability of approximately 10 m/s. If the borehole is emptied (respectively filled)
−6
with a smaller flow rate (approximately 1 l/min), the permeability is less than 10 m/s.
Before beginning the test, the water level shall have reached the static water level at rest.
The defined flow rate shall be applied and maintained.
The water level shall be measured at least every minute until 20 min have elapsed and then at least every 5 min
until the end of the flow-phase.
The test can be ended when the water level is stabilized in the measuring tube, i.e. three consecutive measures
which do not vary more than 1 cm or after 60 min.
When the water flow is stopped, the recovery of the water level shall be measured. The measurement shall
start a maximum of 30 s after the water flow stopped and shall be continued at least every following minute until
the half time of the duration of the flow-phase or until the initial water level has been reached.
6.2.3 Variable head test method
−6 −9
The variable head test method is generally suitable for k-values between 10 m/s and 10 m/s.
Before starting the test, the water level shall be measured in the annular space or measuring tube after
stabilization.
The water level in the borehole or measuring tube shall be changed by injecting or withdrawing water. The
measurements of the water level shall begin immediately from the start of the test.
The measurement intervals shall be defined according to the range of permeability. The test can be ended
when 75 % of the water level recovery is obtained.
6.2.4 Constant head test method
−4 −7
The constant head test method is generally suitable for k-values between 10 m/s and 10 m/s.
Before starting the test, the water level shall be measured in the annular space or measuring tube after
stabilization.
The constant head test requires the supply or withdrawal of water. A constant hydraulic head increment
(injection or withdrawal) shall be applied to the test section. The amount of infiltrated or extracted water shall
be monitored against time until steady-state flow is obtained.
© I
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 22282-2
Première édition
2012-06-01
Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais
géohydrauliques —
Partie 2:
Essais de perméabilité à l’eau dans un
forage en tube ouvert
Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing —
Part 2: Water permeability tests in a borehole using open systems
Numéro de référence
ISO 22282-2:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 22282-2:2012(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2012
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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 22282-2:2012(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 . 1
4 Principe de l’essai . 2
5 Équipement . 2
6 Mode opératoire d’essai . 3
6.1 Préparation d’une section d’essai . 3
6.2 Réalisation de l’essai . 8
7 Résultats d’essai . 9
7.1 Méthode d’essai à débit constant . 9
7.2 Méthode d’essai à charge variable . 9
7.3 Méthode d’essai à charge constante .10
8 Rapports d’essai . 11
8.1 Procès-verbal établi sur le site . 11
8.2 Rapport d’essai .12
Annexe A (informative) Exemple de procès-verbal des valeurs mesurées et des résultats d’essai .13
Annexe B (informative) Interprétation des résultats d’essai .14
Bibliographie .27
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ISO 22282-2:2012(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 22282-2 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 22282-2:2012(F)
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais
géohydrauliques —
Partie 2:
Essais de perméabilité à l’eau dans un forage en tube ouvert
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 et au-dessus du niveau de la nappe souterraine, dans un trou ouvert
par des essais de perméabilité à l’eau réalisés dans le cadre de missions de reconnaissance géotechnique
conformément à l’EN 1997-1 et à l’EN 1997-2.
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, Reconnaissance et essais géotechniques — Dénomination, description et classification des
roches — Partie 1: Dénomination et description
ISO 22282-1:2011, 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 22475-1 et l’ISO 22282-1
s’appliquent.
3.2 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans le Tableau 1 s’appliquent.
© ISO 2012 – Tous droits réservés 1
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ISO 22282-2:2012(F)
Tableau 1 — Symboles
Symbole Désignation Unité
2
A aire de la section intérieure du tubage m
c
2
A aire de la surface de l’eau dans le réservoir m
r
D diamètre du forage, diamètre de la section d’essai m
F facteur de forme m
h charge hydraulique d’essai m
h , h , h charges hydrauliques appliquées m
1 2 3
h distance entre le niveau de l’eau et le niveau du sol m
o
Δh variation de la charge hydraulique m
k
coefficient de perméabilité m/s
k coefficient de perméabilité d’un terrain saturé m/s
fs
L
longueur (hauteur) de la section d’essai m
3
Q
débit d’eau m /s
r
rayon —
S
coefficient d’emmagasinement —
T transmissivité —
t temps nécessaire pour atteindre l’équilibre s
i
t temps s
t temps au début de l’essai s
o
volume du débit d’eau
V
4 Principe de l’essai
L’essai est fondé sur l’hypothèse selon laquelle la section d’essai est isolée et située au-dessus ou au-dessous
de la surface de la nappe.
Les résultats peuvent varier selon le type d’essai choisi (prélèvement ou injection d’eau) en fonction de
l’objectif de l’essai.
Trois méthodes d’essai sont disponibles:
-6
a) Méthode d’essai à débit constant (adaptée à une valeur de k supérieure à 10 m/s)
L’essai consiste à générer une variation de la charge hydraulique dans une section d’un trou de forage en
injectant ou prélevant un débit constant. La variation de la charge hydraulique est mesurée en fonction du temps.
-6 –9
b) Méthode d’essai à charge variable (adaptée à une valeur de k comprise entre 10 m/s et 10 m/s)
L’essai consiste à générer une variation instantanée de la charge hydraulique dans une section d’un trou de
forage. La variation de la charge hydraulique est mesurée en fonction du temps.
-4 -7
c) Méthode d’essai à charge constante (adaptée à une valeur de k comprise entre 10 m/s et 10 m/s)
L’essai consiste à maintenir une charge hydraulique constante dans une section d’un trou de forage. Le débit
est mesuré en fonction du temps.
5 Équipement
Outre un tubage ou un piézomètre, l’équipement suivant est nécessaire:
a) alimentation en eau ou tige lisse pour l’essai à charge décroissante;
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ISO 22282-2:2012(F)
b) pompe ou système de curage pour l’essai à charge croissante;
c) dispositif permettant de déterminer le débit avec une exactitude de 5 % de l’étendue de mesure pour une
charge constante et un débit constant;
d) dispositif permettant de maintenir un débit constant;
e) tube perforé et/ou matériau filtrant (pour les critères relatifs au filtre, voir l’ISO 22282-1);
f) dispositif permettant de mesurer le niveau d’eau dans le tubage ou le piézomètre avec une exactitude de
0,01 m;
g) dispositif de mesure et/ou d’enregistrement du temps donnant une indication en s.
L’ensemble de l’équipement et des dispositifs de mesure doit être étalonné périodiquement ou avant utilisation
selon l’usage prévu.
6 Mode opératoire d’essai
6.1 Préparation d’une section d’essai
6.1.1 Généralités
La section d’essai doit être préparée conformément à l’ISO 22282-1:2012, Annexe A.
6.1.2 Préparation d’une section d’essai dans un sol et une roche instables au-dessous de la sur-
face de la nappe
Le forage doit être réalisé en utilisant un tubage. Après le forage de la section d’essai et le nettoyage du trou
de forage, la section d’essai doit être préparée selon l’une des trois options suivantes (voir Figure 1):
a) un tube perforé dont la partie inférieure est obturée par un disque perforé ou plein doit être installé dans
le tubage au niveau de la section d’essai [voir Figure 1 a)]. Le tubage doit ensuite être remonté sur la
longueur L juste au-dessous de l’extrémité supérieure de la section perforée;
NOTE Si le fond des trous de forage ne peut pas être nettoyé, un disque plein peut être utilisé à la partie
inférieure du tube. Dans ce cas, un facteur de forme spécifique est utilisé (voir l’ISO 22282-1).
b) avant de remonter le tubage, la section d’essai doit être remplie d’un matériau filtrant approprié. Le tubage
doit ensuite être remonté presque jusqu’au niveau du bord supérieur du filtre [voir Figure 1 b)];
c) essai avec extrémité ouverte: l’essai est réalisé à la partie inférieure du tubage au niveau de la section
ouverte de diamètre D [voir Figure 1 c)].
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ISO 22282-2:2012(F)
a) avec un tube perforé b) avec un matériau filtrant
Légende
1 sol 6 tubage
2 surface 7 tube perforé
3 toit de la nappe 8 matériau filtrant
4 section d’essai L longueur de la section d’essai
5 disque perforé ou plein D diamètre de la section d’essai
c) essai avec extrémité ouverte
Légende
1 sol 4 tubage
2 surface D diamètre de la section d’essai
3 toit de la nappe
Figure 1 — Section d’essai dans un sol et une roche instables
6.1.3 Préparation d’une section d’essai dans un sol et une roche stables
Après le forage de la section d’essai et le nettoyage du trou de forage, la section d’essai doit être préparée
selon l’une des options suivantes (voir Figure 2):
a) un obturateur est gonflé au-dessus de la section d’essai [voir Figure 2 a)]. Un tube perforé peut être utilisé
au-dessous de l’obturateur;
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b) dans un piézomètre ouvert temporaire, un tube perforé doit être utilisé dans la section d’essai. Un matériau
filtrant approprié doit combler l’espace entre le tube et la paroi du trou de forage dans la section d’essai.
Un bouchon rendant étanche la structure doit être installé au-dessus du matériau filtrant [voir Figure 2 b)];
c) avant de remonter le tubage, un matériau filtrant approprié doit être introduit dans la section d’essai. Le
tubage doit ensuite être remonté jusqu’au niveau du bord supérieur de la section d’essai [voir Figure 2 c)];
d) préparation identique à c), mais sans matériau filtrant [voir Figure 2 d)].
6.1.4 Préparation de la section d’essai dans des conditions non saturées
Dans des sols non saturés, la perméabilité est mesurée en injectant de l’eau dans la section d’essai.
Pendant l’infiltration provoquée par l’essai de perméabilité, une condition de terrain saturé se développe autour
de la section d’essai. Une saturation totale ne se produit pas en raison de l’air piégé dans le sol ou introduit par
le fluide injecté. Cela peut réduire la perméabilité mesurée sur le terrain.
Lorsque l’essai est réalisé dans des sols grossiers non saturés (habituellement des graves et des sables),
l’écoulement d’eau n’est pas sphérique ou ellipsoïdal comme cela est observé sous le toit de la nappe
(voir Figure 3) dans des sols homogènes. Le réseau d’écoulement est affecté par la gravité et doit être décrit
par des équations spécifiques telles que celles fournies en B.5.
Dans les sols de faible perméabilité (limons et argiles), l’effet de succion au niveau du front d’humectation peut
avoir une incidence sur les résultats d’essai, en particulier lorsque la saturation initiale du sol est faible. Pour
éviter ou limiter l’effet de succion, il convient de saturer le sol autour de la section d’essai avant d’effectuer un
mesurage approprié de la perméabilité. Cette phase crée un bulbe saturé autour de la paroi de la section d’essai.
Les équations employées pour calculer les données d’essai en conditions saturées peuvent être utilisées.
La durée de la phase de saturation dépend de la perméabilité du sol dans la section d’essai (voir Figure 4). La
quantité totale d’eau infiltrée pendant la phase de saturation doit être enregistrée.
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a) avec un obturateur b) piézomètre temporaire
Légende Légende
1 sol 1 sol
2 tube de mesure 2 surface
3 toit de la nappe 3 toit de la nappe
4 section d’essai 4 section d’essai
5 obturateur 5 bouchon mâle
6 cavité 6 tube de mesure
L longueur de la section d’essai 7 matériau filtrant
D diamètre de la section d’essai L longueur de la section d’essai
D diamètre de la section d’essai
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c) avec matériau filtrant d) sans matériau filtrant
Légende
1 sol
2 surface
3 toit de la nappe
4 section d’essai
5 tubage
6 matériau filtrant
L longueur de la section d’essai
D diamètre de la section d’essai
Figure 2 — Préparation d’une section d’essai dans un sol et une roche stables
a) conditions saturées b) conditions non saturées
Figure 3 — Écoulement de l’eau dans des sols grossiers
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Figure 4 — Durée recommandée de la phase de saturation
6.2 Réalisation de l’essai
6.2.1 Généralités
Toutes les méthodes d’essai peuvent être exécutées comme des essais à plusieurs étapes en appliquant
différentes charges hydrauliques ou différents débits.
6.2.2 Méthode d’essai à débit constant
-6
La méthode d’essai à débit constant est généralement adaptée à des valeurs de k supérieures à 10 m/s.
Avant de commencer l’essai, le niveau d’eau doit être mesuré dans l’espace annulaire ou le tube de mesure
après stabilisation.
Le débit choisi doit permettre de faire varier le niveau d’eau dans le tube d’au moins 10 cm pendant la première
minute afin d’obtenir une variation significative de niveau entre deux étapes de mesurage.
NOTE Pour une forme usuelle de la section d’essai (par exemple D = 10 cm et L = 100 cm), une variation de 10 cm
-3
avec un débit de 100 l/min correspond à une plage de perméabilité d’environ 10 m/s. Si le trou de forage est vidé (ou
-6
rempli) avec un débit plus faible (environ 1 l/min), la perméabilité est inférieure à 10 m/s.
Avant de commencer l’essai, le niveau d’eau doit avoir atteint le niveau d’eau statique au repos.
Le débit défini doit être appliqué et maintenu.
Le niveau d’eau doit être mesuré au moins toutes les minutes jusqu’à ce que 20 min se soient écoulées, puis
au moins toutes les 5 min jusqu’à la fin de la phase d’écoulement.
L’essai peut être arrêté lorsque le niveau d’eau est stabilisé dans le tube de mesure, c’est-à-dire lorsque trois
mesures consécutives ne varient pas de plus de 1 cm, ou au bout de 60 min.
Lorsque le débit d’eau est arrêté, le rétablissement du niveau d’eau doit être mesuré. Le mesurage doit débuter
au maximum 30 s après l’arrêt du débit d’eau et doit être poursuivi, au moins toutes les minutes, jusqu’à la
moitié de la durée de la phase d’écoulement ou jusqu’à ce que le niveau d’eau initial ait été atteint.
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6.2.3 Méthode d’essai à charge variable
La méthode d’essai à charge variable est généralement adaptée à des valeurs de k comprises entre
-6 –9
10 m/s et 10 m/s.
Avant de commencer l’essai, le niveau d’eau doit être mesuré dans l’espace annulaire ou dans le tube de
mesure après stabilisation.
Le niveau d’eau dans le trou de forage ou dans le tube de mesure doit être modifié en injectant ou en prélevant
de l’eau. Les mesurages du niveau d’eau doivent commencer dès le début de l’essai.
Les intervalles de mesurage doivent être définis en fonction de la plage de perméabilité. L’essai peut être arrêté
lorsque le rétablissement du niveau d’eau atteint 75 %.
6.2.4 Méthode d’essai à charge constante
La méthode d’essai à charge constante est généralement adaptée à des valeurs de k comprises entre
-4 –7
10 m/s et 10 m/s.
Avant de commencer l’essai, le niveau d’eau doit être mesuré dans l’espace annulaire ou dans le tube de
mesure après stabilisation.
L’essai à charge constante nécessite l’injection ou le prélèvement d’eau. Un incrément constant de la charge
hydraulique (injection ou prélèvement) doit être appliqué à la section d’essai. La quantité d’eau infiltrée ou
extraite doit être surveillée en fonction du temps jusqu’à ce qu’un écoulement en régime permanent s’établisse.
7 Résultats d’essai
7.1 Méthode d’essai à débit constant
Les résultats d’un essai à débit constant sont les variations de la charge hydraulique en fonction du temps
(voir Figure 5).
Figure 5 — Exemple de résultats d’essai à débit constant
7.2 Méth
...
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