ISO 22476-11:2017

Geotechnical investigation and testing — Field testing — Part 11: Flat dilatometer test

ISO 22476-11:2017 establishes guidelines for the equipment requirements, execution of and reporting on flat dilatometer tests. NOTE This document fulfils the requirements for flat dilatometer tests as part of the geotechnical investigation and testing according to EN 1997‑1 and EN 1997‑2. The basic flat dilatometer test consists of inserting vertically into the soil a blade-shaped steel probe with a thin expandable circular steel membrane mounted flush on one face and determining two pressures at selected depth intervals: the contact pressure exerted by the soil against the membrane when the membrane is flush with the blade and, subsequently, the pressure exerted when the central displacement of the membrane reaches 1,10 mm. Results of flat dilatometer tests are used mostly to obtain information on soil stratigraphy, in situ state of stress, deformation properties and shear strength. It is also used to detect slip surfaces in clays. The flat dilatometer test is most applicable to clays, silts and sands, where particles are small compared to the size of the membrane.

Reconnaissance et essais géotechniques — Essais en place — Partie 11: Essai au dilatomètre plat

Ce document établit les directives pour les exigences applicables à l'équipement, la réalisation et le compte-rendu des essais au dilatomètre plat. NOTE Ce document satisfait aux exigences relatives aux essais au dilatomètre plat dans le cadre des reconnaissances et essais géotechniques conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2. L'essai de référence au dilatomètre plat consiste à insérer verticalement dans le sol une sonde en acier en forme de lame dont l'une des faces est équipée d'une fine membrane circulaire en acier extensible montée de façon affleurante et à déterminer, à des intervalles de profondeur prédéfinis, deux pressions : la pression de contact exercée par le sol sur la membrane lorsque la membrane est affleurante par rapport à la lame et la pression exercée lorsque le déplacement au centre de la membrane atteint 1,10 mm. Les résultats des essais au dilatomètre plat sont principalement utilisés pour obtenir des informations relatives à la stratigraphie du sol, à l'état de contrainte in situ, aux propriétés de déformation ainsi qu'à la résistance au cisaillement. L'essai au dilatomètre plat convient plus particulièrement pour les argiles, les limons et les sables, lorsque les particules sont petites par rapport à la taille de la membrane.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 19-Apr-2017
• ICS: 93.020 - Earthworks. Excavations. Foundation construction. Underground works
• Technical Committee: ISO/TC 182 - Geotechnics
• Drafting Committee: ISO/TC 182 - Geotechnics
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 06-Sep-2022

Relations

• Revises: ISO/TS 22476-11:2005 - Geotechnical investigation and testing — Field testing — Part 11: Flat dilatometer test
• Effective Date: 03-May-2014

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22476-11
First edition
2017-04
Geotechnical investigation and
testing — Field testing —
Part 11:
Flat dilatometer test
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais en place —
Partie 11: Essai au dilatomètre plat
Reference number
ISO 22476-11:2017(E)
©
ISO 2017

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ISO 22476-11:2017(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2017, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
ISO copyright office
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ISO 22476-11:2017(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 . 4
4 Equipment . 4
4.1 Dilatometer equipment . 4
4.2 Insertion apparatus . 6
5 Test procedure . 7
5.1 Maintenance and checks . 7
5.2 Membrane calibration procedure . 8
5.3 Flat dilatometer test . 8
5.3.1 Operations before testing . 8
5.3.2 Basic test procedure . 8
5.3.3 C-pressure readings . 9
5.3.4 Operations after testing . 9
5.4 DMT dissipation test (DMTA) . 9
5.5 DMT short dissipation test (DMTA-s) . 9
5.6 Safety requirements .10
6 Test results .10
7 Report .11
7.1 General .11
7.2 Reporting of test results .11
7.2.1 General information .11
7.2.2 Location of sounding .12
7.2.3 Test equipment .12
7.2.4 Test procedure .13
7.2.5 Test results .13
7.3 Presentation of results .13
Annex A (informative) Example interpretation formulae .15
Bibliography .17
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ISO 22476-11:2017(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html.
ISO 22476-11 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 341, Geotechnical investigating and testing, in collaboration with ISO Technical Committee
TC 182, Geotechniques, in accordance with the agreement on technical cooperation between ISO and
CEN (Vienna Agreement).
This first edition of ISO 22476-11 cancels and replaces ISO/TS 22476-11:2005, which has been
technically revised.
A list of all parts in the ISO 22476 series can be found on the ISO website.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 22476-11:2017(E)
Geotechnical investigation and testing — Field testing —
Part 11:
Flat dilatometer test
1 Scope
This document establishes guidelines for the equipment requirements, execution of and reporting on
flat dilatometer tests.
NOTE This document fulfils the requirements for flat dilatometer tests as part of the geotechnical
investigation and testing according to EN 1997-1 and EN 1997-2.
The basic flat dilatometer test consists of inserting vertically into the soil a blade-shaped steel probe
with a thin expandable circular steel membrane mounted flush on one face and determining two
pressures at selected depth intervals: the contact pressure exerted by the soil against the membrane
when the membrane is flush with the blade and, subsequently, the pressure exerted when the central
displacement of the membrane reaches 1,10 mm.
Results of flat dilatometer tests are used mostly to obtain information on soil stratigraphy, in situ state
of stress, deformation properties and shear strength. It is also used to detect slip surfaces in clays. The
flat dilatometer test is most applicable to clays, silts and sands, where particles are small compared to
the size of the membrane.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
3.1.1
dilatometer blade
dilatometer probe
blade-shaped steel probe that is inserted into the soil to perform a flat dilatometer test
3.1.2
membrane
thin circular steel diaphragm that is mounted flush on one face of the blade and is expanded by applying
a gas pressure at its back
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ISO 22476-11:2017(E)

3.1.3
switch mechanism
apparatus housed inside the blade, behind the membrane, capable of switching on and off an electric
contact when the membrane expands and reaches two preset deflections equal, respectively, to
0,05 mm (A-pressure (3.1.10) reading) and 1,10 mm (B-pressure (3.1.11) reading)
3.1.4
signal
activation (signal on) or disconnection (signal off) by the switch mechanism between the blade and the
membrane to detect two preset positions of the membrane equal to 0,05 mm and 1,10 mm
3.1.5
pneumatic-electric cable
cable that connects the control unit to the blade, delivers gas pressure at the back of the membrane and
provides electric continuity between the control unit and the switch mechanism
3.1.6
control and calibration unit
set of suitable devices capable of supplying gas pressure to the back of the membrane and measuring
the pressure when the switch mechanism activates and disconnects the electric contact behind the
membrane
3.1.7
earth wire
wire connecting the control unit to the earth
3.1.8
pressure source
pressurized gas tank filled with any dry non-flammable and non-corrosive gas incorporating a pressure
regulator
3.1.9
dilatometer sounding
sequence of dilatometer tests executed from the same station at ground level in a vertical direction at
closely spaced intervals with depth increments ranging from 100 mm to 300 mm
3.1.10
A-pressure
A
pressure that is applied to the back of the membrane to expand its centre 0,05 mm against the soil
3.1.11
B-pressure
B
pressure that is applied to the back of the membrane to expand its centre 1,10 mm against the soil
3.1.12
C-pressure
C
pressure that is applied to the back of the membrane when the centre of the membrane returns to the
A-pressure position during a controlled, gradual deflection following the B-pressure
3.1.13
A-membrane-calibration-pressure
ΔA
suction recorded as a positive value that is applied to the back of the membrane to retract its centre to
the 0,05 mm deflection in air
2 © ISO 2017 – All rights reserved

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ISO 22476-11:2017(E)

3.1.14
B-membrane-calibration-pressure
ΔB
pressure that is applied to the back of the membrane to expand its centre to the 1,10 mm deflection in air
3.1.15
zero gauge value
Z
M
pressure gauge deviation from zero when venting the blade to atmospheric pressure
3.1.16
soil pressure
p
0
corrected A-pressure (3.1.10)
Note 1 to entry: The term “contact pressure” is also used.
3.1.17
soil pressure
p
1
corrected B-pressure (3.1.11)
3.1.18
soil pressure
p
2
corrected C-pressure (3.1.12)
3.1.19
in situ pore water pressure
u
0
water pressure prior to blade insertion at the depth of the centre of the membrane
3.1.20
in situ effective vertical stress
σ’
vo
vertical stress prior to blade insertion at the depth of the centre of the membrane
3.1.21
dilatometer material index
I
D
index used to classify soils according to their response to the test
3.1.22
dilatometer
horizontal stress
index
K
D
index related to the in situ horizontal stress
3.1.23
dilatometer modulus
E
D
parameter related to the stiffness of the soil
3.1.24
pore pressure index
U
D
index related to the permeability of the soil
© ISO 2017 – All rights reserved 3

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ISO 22476-11:2017(E)

3.1.25
contraflexure time
t
flex
time corresponding to the inflection point of a dissipation curve
3.2 Symbols
Symbol Name Unit
E dilatometer modulus kPa
D
I dilatometer material index —
D
K dilatometer horizontal stress index —
D
U pore pressure index
D
A A-pressure kPa
B B-pressure kPa
C C-pressure kPa
p corrected A-pressure kPa
0
p corrected B-pressure kPa
1
p corrected C-pressure kPa
2
t contraflexure time s
flex
u in situ pore pressure kPa
0
Z zero gauge value kPa
M
ΔA A-membrane-calibration-pressure kPa
ΔB B-membrane-calibration-pressure kPa
σ’ in situ effective vertical stress kPa
vo
4 Equipment
4.1 Dilatometer equipment
The equipment shall comprise the following items:
a) dilatometer blade with suitable threaded adaptor to connect to push rods;
b) membrane;
c) control and calibration unit;
d) pressure source;
e) pneumatic-electrical cable;
f) earth wire;
g) calibration syringe;
h) (optional) automated data acquisition system;
i) (optional) load cell.
The dimensions of the blade, the membrane and the apex angle of the penetrating edge shall be within
the limits shown in Figure 1.
4 © ISO 2017 – All rights reserved

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ISO 22476-11:2017(E)

Dimensions in millimetres
Key
1 push rods 4 control and calibration cable unit 7 earth wire
2 blade 5 pressure tube 8 membrane
3 pneumatic electric cable 6 pressure source
Figure 1 — Dilatometer equipment and soil pressure definition
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ISO 22476-11:2017(E)

The control and calibration unit shall have the following features:
— a socket for earthing;
— ability to control the rate of gas flow while monitoring and measuring the gas pressure transmitted
from the control unit to the membrane;
— ability to perform controlled venting of the pneumatic circuit;
— ability to signal the instants when the electric switch changes from on to off and vice versa;
— pressure measurement devices able to determine the pressure applied to the membrane with
intervals of 10 kPa and a reproducibility of 2,5 kPa at least for pressures lower than 500 kPa;
— pressure gauges having an accuracy of at least 0,50 %.
The pressure source shall be provided with a suitable regulator, valves and pressure tubing to connect to
the control unit. The pressure regulator should not exceed the maximum allowable pressure of the gage.
The pneumatic-electrical cable shall have metal connectors with wire insulators to prevent short circuit
and washers to prevent gas leakage.
The calibration syringe is used for calibration of membrane rigidity, at the beginning and at the end of
the test.
If the equipment incorporates a system for automatic data acquisition, such system will
— register the gas pressure and the status of the electroacustical signal,
— have transducers with linearity and hysteresis error of no more than ±0,50 %,
— have an analog-to-digital conversion of at least 14 bit, and
— have an acquisition frequency of no less than 50 Hz.
4.2 Insertion apparatus
The equipment for inserting the dilatometer blade shall comprise
— a thrust machine to insert and advance the dilatometer blade into the soil;
— push rods with suitable adaptor to connect to the blade;
— hollow slotted adaptors for lateral exit of the pneumatic-electrical cable.
The thrust machine shall be capable of advancing the blade vertically with no significant horizontal or
torsional forces. Drill rigs and CPT/CPTU rigs are frequently employed for the purpose. To increase the
capacity of penetration, suitable dead loads and/or anchors may be used.
Push rods are required to transfer the thrust from the surface insertion equipment and shall be straight
and resistant against buckling. Rods are also required to carry the pneumatic-electrical cable from the
surface control unit to the dilatometer blade. It is recommended to use rods of 1 m length. Above the
ground level, the rods should be guided to avoid buckling.
Frequently, push rods are the same as those used to push CPT/CPTu (see ISO 22476-1:2012) but other
solutions are also possible.
To release the system of friction against the rods during the penetration phase, friction reducers may
be used. Friction reducers are local increases in rod diameter. They are usually located in the first rod
attached to the blade and shall be at least 200 mm above the membrane centre.
6 © ISO 2017 – All rights reserved

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ISO 22476-11:2017(E)

Penetration rates in the range of 10 mm/s to 30 mm/s should be applied, wherever it is possible. Driving
may be used when advancing the blade through stiff or strongly cemented layers which cannot be
penetrated by static push.
A suitable load cell may be placed between the blade and the push rods. Such cell would measure
the thrust applied during the blade penetration. This measurement is not necessary for common
interpretations of the test result but it may facilitate interpretation when using both DMT and CPT
soundings on a site.
5 Test procedure
5.1 Maintenance and checks
All the control, connecting and measuring devices shall be periodically checked, at least once per year.
In addition, measuring devices shall be periodically calibrated against a suitable reference instrument
to ensure that they provide reliable and accurate measurements.
The parts of the instrument inside the membrane shall be kept perfectly clean to ensur
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 22476-11
Première édition
2017-04
Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais en place —
Partie 11:
Essai au dilatomètre plat
Geotechnical investigation and testing — Field testing —
Part 11: Flat dilatometer test
Numéro de référence
ISO 22476-11:2017(F)
©
ISO 2017

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ISO 22476-11:2017(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2017
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, 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, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2017 – Tous droits réservés

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ISO 22476-11:2017(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 . 4
4 Matériel . 4
4.1 Matériel du dilatomètre . 4
4.2 Dispositif de fonçage . 6
5 Mode opératoire d'essai . 7
5.1 Maintenance et contrôles . 7
5.2 Procédure d'étalonnage de la membrane . 8
5.3 Essai au dilatomètre plat . 8
5.3.1 Opérations préalables à l’essai . 8
5.3.2 Mode opératoire de l'essai de référence. 8
5.3.3 Relevé de pression C . 9
5.3.4 Opérations consécutives aux essais . 9
5.4 Essai de dissipation au dilatomètre plat (DMTA) . 9
5.5 Essai de dissipation courte au dilatomètre plat (DMTA-s) .10
5.6 Exigences de sécurité .10
6 Résultats d'essai .10
7 Rapport.11
7.1 Généralités .11
7.2 Rapport des résultats .11
7.2.1 Informations générales .11
7.2.2 Localisation du sondage .12
7.2.3 Appareillage d'essai .12
7.2.4 Mode opératoire de l’essai.13
7.2.5 Résultats de l’essai .13
7.3 Présentation des résultats .13
Annexe A (informative) Exemples de formules d'interprétation.15
Bibliographie .17
© ISO 2017 – Tous droits réservés iii

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ISO 22476-11:2017(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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/avant -propos.
ISO 22476-11 a été élaboré par le comité technique CEN/TC 341, Reconnaissance et essais géotechniques,
du Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité technique ISO/TC 182,
Géotechniques, conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de
Vienne).
Cette première édition de l'ISO 22476-11 annule et remplace l'ISO/TS 22476-11:2005, qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 22476 se trouve sur le site web de l’ISO.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés

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NORME INTERNATIONALE ISO 22476-11:2017(F)
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais en
place —
Partie 11:
Essai au dilatomètre plat
1 Domaine d'application
Ce document établit les directives pour les exigences applicables à l’équipement, la réalisation et le
compte-rendu des essais au dilatomètre plat.
NOTE Ce document satisfait aux exigences relatives aux essais au dilatomètre plat dans le cadre des
reconnaissances et essais géotechniques conformément aux normes EN 1997-1 et EN 1997-2.
L'essai de référence au dilatomètre plat consiste à insérer verticalement dans le sol une sonde en acier en
forme de lame dont l'une des faces est équipée d'une fine membrane circulaire en acier extensible montée
de façon affleurante et à déterminer, à des intervalles de profondeur prédéfinis, deux pressions : la
pression de contact exercée par le sol sur la membrane lorsque la membrane est affleurante par rapport
à la lame et la pression exercée lorsque le déplacement au centre de la membrane atteint 1,10 mm.
Les résultats des essais au dilatomètre plat sont principalement utilisés pour obtenir des informations
relatives à la stratigraphie du sol, à l'état de contrainte in situ, aux propriétés de déformation ainsi qu'à
la résistance au cisaillement. L'essai au dilatomètre plat convient plus particulièrement pour les argiles,
les limons et les sables, lorsque les particules sont petites par rapport à la taille de la membrane.
2 Références normatives
Aucune référence normative n’apparait dans ce document.
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp
3.1.1
lame dilatométrique
sonde dilatométrique
sonde en acier en forme de lame insérée dans le sol dans le but de réaliser un essai au dilatomètre plat
3.1.2
membrane
mince diaphragme circulaire en acier monté de manière affleurante sur l'une des faces de la lame et se
dilatant sous l'effet d'une pression de gaz appliquée sur sa face interne
© ISO 2017 – Tous droits réservés 1

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ISO 22476-11:2017(F)

3.1.3
contacteur
appareil logé à l'intérieur de la lame, derrière la membrane, capable d'activer et de désactiver un contact
électrique lorsque la membrane se dilate et atteint deux déviations prédéfinies égales, respectivement,
à 0,05 mm (lecture de pression A(3.1.10)) et 1,10 mm (lecture de pression B(3.1.11))
3.1.4
signal
activation (signal activé) et interruption (signal désactivé) par le contacteur entre la lame et la
membrane pour détecter les deux positions prédéfinies de la membrane égales à 0,05 mm et 1,10 mm
3.1.5
câble électrico-pneumatique
câble reliant le boîtier de contrôle à la lame, fournissant la pression de gaz sur la face interne de la
membrane et assurant la continuité électrique entre le boîtier de contrôle et le contacteur
3.1.6
boîtier de contrôle et d'étalonnage
ensemble de dispositifs permettant de régler la pression de gaz sur la face interne de la membrane et
de mesurer cette pression lorsque le contacteur active et interrompt le contact électrique avec la face
interne de cette membrane
3.1.7
prise de terre
fil électrique raccordant le boîtier de contrôle à la terre
3.1.8
source de pression
réservoir rempli d'un gaz comprimé, sec, non inflammable et non corrosif comportant un régulateur de
pression
3.1.9
sondage dilatométrique
série d'essais au dilatomètre exécutés à partir du même emplacement au niveau du sol, le long d'un axe
vertical, à des intervalles de profondeur rapprochés compris entre 100 mm et 300 mm
3.1.10
pression A
A
pression appliquée sur la face interne de la membrane afin que son centre se déplace de 0,05 mm
dans le sol
3.1.11
pression B
B
pression appliquée sur la face interne de la membrane afin que son centre se déplace de 1,10 mm
dans le sol
3.1.12
pression C
C
pression appliquée sur la face interne de la membrane lorsque le centre de la membrane revient à la
position de la pression A pendant un relâchement contrôlé et progressif consécutive à la pression B
3.1.13
pression A d'étalonnage de la membrane
ΔA
dépression enregistrée comme une valeur positive, qui doit être appliquée sur la face interne de la
membrane pour que, à l'air libre, le déplacement de son centre soit de 0,05 mm
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés

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ISO 22476-11:2017(F)

3.1.14
pression B d'étalonnage de la membrane
ΔB
pression qui doit être appliquée sur la face interne de la membrane pour que, à l'air libre, le déplacement
de son centre soit de 1,10 mm
3.1.15
Valeur zéro du manomètre
Z
M
écart de pression effective par rapport à zéro lorsque la sonde est placée à la pression atmosphérique
3.1.16
pression du sol
p
0
pression A corrigée (3.1.10)
Note 1 à l'article: Le terme "pression de contact" est également utilisé.
3.1.17
pression du sol
p
1
pression B corrigée (3.1.11)
3.1.18
pression du sol
p
2
pression C corrigée (3.1.12)
3.1.19
pression interstitielle in situ
u
0
pression de l'eau interstitielle à la profondeur du centre de la membrane avant la mise en place de la sonde
3.1.20
contrainte verticale effective in situ
σ'
vo
contrainte effective verticale régnant à la profondeur du centre de la membrane avant la mise en place
de la sonde
3.1.21
indice dilatométrique du matériau
I
D
indice utilisé pour classer les sols en fonction de leur réponse à l’essai
3.1.22
indice de contrainte horizontale du dilatomètre
K
D
indice relatif à la contrainte horizontale in situ
3.1.23
module dilatométrique
E
D
paramètre relatif à la rigidité du sol
3.1.24
indice de pression interstitielle
U
D
indice relatif à la perméabilité du sol
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ISO 22476-11:2017(F)

3.1.25
temps de dissipation
t
flex
temps correspondant au point d’inflexion d’une courbe de dissipation
3.2 Symboles
Symbole Nom Unité
E module dilatométrique kPa
D
I indice dilatométrique du matériau -
D
K indice de contrainte horizontale -
D
U Indice de pression interstitielle
D
A pression A kPa
B pression B kPa
C pression C kPa
p pression A corrigée kPa
0
p pression B corrigée kPa
1
p Pression C corrigée kPa
2
t temps de dissipation s
flex
u pression interstitielle in situ kPa
0
Z valeur zéro du manomètre kPa
M
ΔA pression A d'étalonnage de la membrane kPa
ΔB pression B d'étalonnage de la membrane kPa
σ' Contrainte effective verticale in situ kPa
vo
4 Matériel
4.1 Matériel du dilatomètre
Le matériel doit comprendre les éléments suivants :
a) lame dilatométrique avec raccord fileté adéquat permettant la connexion aux tiges de fonçage ;
b) membrane ;
c) boîtier de contrôle et d'étalonnage ;
d) source de pression ;
e) câble électrico-pneumatique ;
f) prise de terre ;
g) seringue d'étalonnage ;
h) (facultatif) système automatique d'acquisition de données ;
i) (facultatif) cellule de charge.
Les dimensions de la lame, de l'angle au sommet du bord pénétrant et de la membrane doivent être
conformes aux limites indiquées à la Figure 1.
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Légende
1 tiges de fonçage 4 boîtier de contrôle et d'étalonnage 7 prise de terre
2 lame 5 tubulure 8 membrane
3 câble électrico-pneumatique 6 source de pression
Figure 1 — Matériel du dilatomètre et définition des pressions du sol
(toutes les mesures sont exprimées en mm)
Le boîtier de contrôle et d'étalonnage doit présenter les caractéristiques suivantes :
— une prise permettant sa mise à la terre;
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— la capacité de contrôler le débit de gaz tout en surveillant et en mesurant la pression du gaz transmis
du boîtier de contrôle à la membrane;
— la capacité de réaliser une purge contrôlée du circuit pneumatique;
— la capacité d'indiquer les instants où le contacteur électrique passe de la position allumée à éteinte,
et vice versa ;
— des dispositifs de mesure de pression pouvant déterminer la pression exercée sur la membrane
avec des intervalles de 10 kPa et une reproductibilité au moins égale à 2,5 kPa pour les pressions
inférieures à 500 kPa;
— des manomètres avec une précision d’au moins 0,50 %.
La source de pression doit être équipée d'un régulateur adéquat, de vannes et d'une tubulure
permettant le raccordement au boîtier de contrôle. Le régulateur de pression ne doit pas dépasser la
pression maximale du manomètre.
Le câble électrico-pneumatique doit être équipé de connecteurs métalliques isolés afin d'empêcher les
courts-circuits et de joints afin d'empêcher les fuites de gaz.
La seringue d'étalonnage est utilisée pour l'étalonnage de la rigidité de la membrane, au début et à la fin
de l'essai.
Si le matériel comporte un système automatique d'acquisition de données, ce système doit :
— enregistrer la pression du gaz et l'état du signal électroacoustique ;
— posséder des capteurs ayant une erreur de linéarité et d'hystérésis inférieur à ±0,50 % ;
— posséder une conversion analogique-numérique d’au moins 14 bits ;
— avoir une fréquence d'acquisition au moins égale à 50 Hz.
4.2 Dispositif de fonçage
Le matériel permettant d'insérer la lame dilatométrique doit comprendre les éléments suivants :
— un appareil de fonçage permettant d'insérer et de faire progresser la lame dilatométrique dans le sol ;
— des tiges de fonçage équipées d'un raccord adéquat permettant le raccordement à la lame ;
— des adaptateurs creux à fentes destinés à la sortie latérale de la câble-électrico-pneumatique.
L'appareil de fonçage doit être capable de faire progresser la lame verticalement sans effort horizontal
ou de torsion significatif. Des machines de forage et des bâtis de pénétration statique (CPT/CPTU) sont
fréquemment utilisés à cet effet. Des poids morts et/ou ancrages adéquats peuvent être utilisés afin
d'augmenter la capacité de pénétration.
Des tiges de fonçage, qui doivent être rectilignes et résister au flambement, sont exigées afin de
transférer la poussée générée en surface par le matériel d'insertion Les tiges doivent également
permettre le passage du câble électrico-pneumatique du boîtier de contrôle en surface jusqu'à la lame
dilatométrique. Il est recommandé d'utiliser des tiges de 1 m de long. Afin d'éviter tout flambement, il
convient que les tiges soient guidées lorsqu'elles se situent au-dessus du niveau du sol.
Souvent, les tiges de fonçage sont les mêmes que celles utilisées pour pousser dans le cadre des essais
de pénétration au cône (voir l'ISO 22476-1:2012), mais d'autres solutions peuvent également exister.
Des réducteurs de frottement peuvent être utilisés afin de réduire les frottements exercés contre les
tiges lors de la phase de pénétration. Les réducteurs de frottement sont des augmentations localisées
du diamètre des tiges. Ils sont généralement situés sur la première tige fixée à la lame et doivent être
placés au minimum 200 mm au-dessus du centre de la membrane.
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Il convient, dans la mesure du possible, d'appliquer des vitesses de pénétration comprises entre 10 mm/s
et 30 mm/s. Un dispositif de battage peut être utilisé afin de faire progresser la lame à travers des
couches rigides ou fortement cimentées qui ne peuvent pas être pénétrées par une poussée statique.
Un capteur de force adapté peut être placé entre la lame et les tiges de fonçage. Ce capteur mesure
la poussée appliquée lors de la pénétration de la lame. Cette mesure n'est pas nécessaire pour les
interprétations courantes du résultat d'essai, mais elle peut faciliter l'interprétation en cas d'utilisation,
sur un même site d'investigations, du dilatomètre plat (DMT) et du pénétromètre statique au cône (CPT).
5 Mode opératoire d'essai
5.1 Maintenance et contrôles
L'ensemble des dispositifs de contrôle, de raccordement et de mesure doit être contrôlé périodiquement,
au moins une fois par an. De plus, les dispositifs de mesure doivent être périodiquement étalonnés par
rapport à un instrument de référence adapté afin de s'assurer qu'ils fournissent des mesures fiables et
précises.
Les parties de l'instrument situées à l'intérieur de la membrane doivent être maintenues parfaitement
propres afin de garantir de bons contacts électriques. Plus particulièrement, ces composants doivent
être totalement exempts de saletés, de grains, de tissu ou de rouille.
La lame dilatométrique et la membrane doivent être contrôlées avant de pénétrer dans le sol. La lame
doit être installée de façon axiale par rapport aux tiges. Elle doit être planaire et coaxiale et posséder
un bord pénétrant tranchant. La membrane doit être exempte de particules de sol, ne comporter
aucune rayure profonde, aucun pli ou aucune fossette, et se dilater sans à-coups dans l'air lorsqu'elle est
soumise à une pression.
L'écart maximal par rapport au plan de la lame, défini comme étant le jeu maximal sous une règle
de 150 mm de long placé le long de la lame parallèlement à son axe, ne doit pas dépasser 0,5 mm ;
l'erreur de coaxialité maximale de la lame, définie comme étant l'écart du bord pénétrant par rapport à
l'axe des tiges sur lesquelles la lame est fixée, ne doit pas dépasser 1,5 mm.
Avant de lancer une série de sondages dilatométriques, la lame, le boîtier de contrôle et le câble
électrico-pneumatique doivent être contrôlés afin de détecter d'éventuelles fuites en connectant la
lame à l'extrémité du câble électrico-pneumatique et en recherchant toute chute de pression dans le
système. Les fuites supérieures à 100 kPa/min sous une pression de 400 kPa doivent être considérées
comme inacceptables et doivent être réparées avant le début des essais.
La continuité du circuit électrique doit être contrôlée, en vérifiant que le signal du contacteur marche-
arrêt est clairement détecté.
Une fois le matériel du dilatomètre assemblé et prêt pour les essais, il convient de contrôler les
contacteurs en poussant manuellement la membrane en position affleurante par rapport à la lame, et en
vérifiant que les signaux sonores et/ou visuels du boîtier de contrôle se déclenchent bien.
Avant de procéder aux essais, il convient de vérifier la linéarité des tiges de fonçage par une des
méthodes suivantes :
— tenir la tige verticalement et la faire tourner. Si la tige semble osciller, la linéarité n’est pas acceptable.
— rouler la tige sur une surface plane. Si la tige semble osciller, la linéarité n’est pas acceptable.
— glisser la tige dans un tube creux plus long que celle-ci. Si la tige peut traverser le tube sans se
coincer, la linéarité est acceptable.
Si des tiges présentes une flexion, il convient de ne pas les utiliser.
D’autres méthodes de contrôle de la linéarité des tiges peuvent être utilisées si elles donnent
systématiquement des résultats similaires à ceux suggérés ci-dessus.
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5.2 Procédure d'étalonnage de la membrane
L'étalonnage de la membrane consiste à mesurer les valeurs ΔA - dépression - et ΔB - pression - qui
correspondent, respectivement, à la pression externe qui doit être appliquée à la membrane, à l'air
libre, pour qu'elle se plaque dans son logement (c'est-à-dire la position A), et à la pression interne qui,
à l'air libre, soulève le centre de la membrane de 1,10 mm par rapport à son logement (c'est-à-dire la
position B).
Il convient d’utiliser la seringue d’étalonnage pour imposer la dépression et la pression d’étalonnage de
la membrane.
Au cours de l’étalonnage, le signal activé par le contacteur électrique doit être identifié sans ambigüité
au moment des lectures.
L'étalonnage de la membrane doit être effectué avec le matériel du dilatomètre assemblé et prêt pour
l'essai immédiatement avant l'insertion de la lame dans le sol et à son retour à la surface du sol, aussi
bien dans le cadre d'un sondage dilatométrique que d'un essai unique.
Si les valeurs de pression d'étalonnage de la membrane ΔA et ΔB, obtenues avant l'insertion de la lame
dans le sol, se situent en dehors des limites ΔA = 5 kPa à 30 kPa et ΔB = 5 kPa à 80 kPa respectivement,
la membrane doit être remplacée avant l'essai.
Après remplacement, une membrane neuve doit être sollicitée afin d'améliorer la stabilité des valeurs
ΔA et ΔB. Cette sollicitation doit consister à exercer à cinq reprises une pression de 400 kPa sur la
membrane à l'air libre pendant quelques secondes. Des précautions doivent être prises afin d'éviter une
dilatation excessive et l'apparition de déformations permanentes sur la membrane.
Après toute opération d'étalonnage de la membrane, les valeurs de ΔA et ΔB doivent être enregistrées.
Toutes les valeurs de ΔA et ΔB obtenues doivent être disponibles sur le site.
5.3 Essai au dilatomètre plat
5.3.1 Opérations préalables à l’essai
L'opérateur doit effectuer tous les contrôles décrits au Paragraphe 5.1.
Le câble électrico-pneumatique connectée à la lame doit être préalablement enfilée à l'intérieur des
tiges de fonçage. Dans certaines circonstances, il peut être scotché tous les 1 m après avoir utilisé un
raccord fendu pour le faire sortir.
L'opérateur doit enregistrer le zéro du manomètre Z , celui-ci étant placé à l'air libre.
M
La source de pression doit être raccordée au boîtier de contrôle. Il est recommandé de régler le niveau de
pression initiale dans la source de pression aux environs de 3 MPa. Cette pression peut être augmentée
par la suite, si cela est exigé pour effectuer les lectures de A et de B.
Il convient de connecter le fil de terre au boitier de contrôle et de le relier correctement à la terre.
L'opérateur doit effectuer un étalonnage de la membrane, comme le décrit le Paragraphe 5.2.
5.3.2 Mode opératoire de l'essai de référence
Lors d'un sondage dilatométrique (DMT), l’intervalle de profondeur d’essai doit être généralement de
200 mm. Des intervalles de profondeur plus petits (pas moins de 100 mm) peuvent être prescrits pour
obtenir un profil de sol plus détaillé.
La lame doit être insérée verticalement dans le sol et amenée jusqu'à la profondeur d'essai choisie.
Pendant l'insertion, le signal du commutateur électrique doit être activé.
Une fois la profondeur d’essai choisie atteinte, la charge appliquée sur les tiges de fonçage doit être
retirée et la lame mise sous pression sans délai pour dilater la membrane.
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La pression effective au moment où le signal électrique ou sonore s’arrête est égale à A. La pression
effective au moment où le signal reprend est égale à B.
La vitesse de pressurisation doit être tel que la lecture de la pression A soit atteinte environ 15 s après avoir
atteint la profondeur d’essai et la lecture de la pression B environ 15 s après la lecture A. En conséquence,
la pression doit augmenter très lent dans les sols mous et plus rapidement dans les sols raides.
À moins d'acquérir une lecture de pression C, la membrane doit être dépressurisée immédiatement
après la détermination de B, mettant ainsi fin à la procédure de l'essai de référence. La lame est alors
enfoncée à
...