Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 8: Unconsolidated undrained triaxial test

ISO 17892-8:2018 specifies a method for unconsolidated undrained triaxial compression tests. ISO 17892-8:2018 is applicable to the laboratory determination of undrained triaxial shear strength under compression loading within the scope of geotechnical investigations. The cylindrical specimen, which can comprise undisturbed, re-compacted, remoulded or reconstituted soil, is subjected to an isotropic stress under undrained conditions and thereafter is sheared under undrained conditions. The test allows the determination of shear strength and stress-strain relationships in terms of total stresses. Non-standard procedures such as tests with the measurement of pore pressure or tests with filter drains are not covered in this document. NOTE This document fulfils the requirements of unconsolidated undrained triaxial compression tests for geotechnical investigation and testing in accordance with EN 1997‑1 and EN 1997‑2.

Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 8: Essai triaxial non consolidé non drainé

La présente Norme internationale spécifie une méthode pour les essais à l'appareil triaxial de révolution en compression sur sols non drainés non consolidés. Cette Norme internationale s'applique à la détermination en laboratoire de la résistance triaxiale au cisaillement de sols non drainés en conditions de chargement par compression dans le cadre d'investigations géotechniques. L'éprouvette cylindrique, pouvant être constituée de sol non remanié, recompacté, remanié ou reconstitué, est soumise à une contrainte isotrope sans drainage et est ensuite cisaillée sans drainage. L'essai permet de déterminer la résistance au cisaillement et les relations contrainte-déformation en termes de contraintes totales. Les procédures non standard, notamment les essais avec une mesure de la pression interstitielle ou les essais avec filtres drainants, ne sont pas couvertes par le présent document. NOTE Ce document satisfait aux exigences relatives aux essais en compression à l'appareil triaxial sur sols non consolidés et non drainés à des fins d'investigation et d'essais géotechniques conformément aux normes EN 1997‑1 et EN 1997‑2.

General Information

Status
Published
Publication Date
13-Feb-2018
Technical Committee
Drafting Committee
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
14-Feb-2018
Completion Date
14-Feb-2018
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ISO 17892-8:2018 - Geotechnical investigation and testing -- Laboratory testing of soil
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ISO 17892-8:2018 - Reconnaissance et essais géotechniques -- Essais de laboratoire sur les sols
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17892-8
First edition
2018-02
Geotechnical investigation and
testing — Laboratory testing of soil —
Part 8:
Unconsolidated undrained triaxial test
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur
les sols —
Partie 8: Essai triaxial non consolidé non drainé
Reference number
ISO 17892-8:2018(E)
ISO 2018
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ISO 17892-8:2018(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2018

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, 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.
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Tel. +41 22 749 01 11
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Published in Switzerland
ii © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 17892-8:2018(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Symbols .......................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Apparatus ..................................................................................................................................................................................................................... 3

6 Test procedure ........................................................................................................................................................................................................ 6

6.1 General requirements and equipment preparation ................................................................................................ 6

6.2 Preparation of specimens .............................................................................................................................................................. 6

6.3 Application of cell pressure and initial readings ....................................................................................................... 7

6.4 Shearing ........................................................................................................................................................................................................ 8

6.5 Dismounting .............................................................................................................................................................................................. 8

7 Test results .................................................................................................................................................................................................................. 9

7.1 Bulk density, dry density and water content ................................................................................................................ 9

7.2 Stage prior to shearing ..................................................................................................................................................................... 9

7.3 Shearing ........................................................................................................................................................................................................ 9

7.3.1 Corrected cross-sectional area ............................................................................................................................ 9

7.3.2 Deviator stress ................................................................................................................................................................... 9

7.3.3 Vertical strain ...................................................................................................................................................................10

7.3.4 Undrained shear strength .....................................................................................................................................10

7.4 Correction for elastic membrane .........................................................................................................................................10

8 Test report ................................................................................................................................................................................................................10

8.1 Mandatory reporting ......................................................................................................................................................................10

8.2 Optional reporting ............................................................................................................................................................................11

Annex A (normative) Calibration, maintenance and checks ....................................................................................................12

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................14

© ISO 2018 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 17892-8:2018(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: www .iso .org/ iso/ foreword .html.

This document was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical

Committee CEN/TC 341, Geotechnical investigation and testing, in collaboration with ISO Technical

Committee TC 182, Geotechnics, in accordance with the Agreement on technical cooperation between

ISO and CEN (Vienna Agreement).

This first edition of ISO 17892-8 cancels and replaces ISO/TS 17892-8:2004 and ISO/TS 17892-

8:2004/Cor.1:2006.
A list of all the parts in the ISO 17892 series can be found on the ISO website.
iv © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 17892-8:2018(E)
Introduction

This document covers areas in the international field of geotechnical engineering never previously

standardized. It is intended that this document presents broad good practice throughout the world and

significant differences with national documents is not anticipated. It is based on international practice

(see Reference [1]).
© ISO 2018 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 17892-8:2018(E)
Geotechnical investigation and testing — Laboratory
testing of soil —
Part 8:
Unconsolidated undrained triaxial test
1 Scope

This document specifies a method for unconsolidated undrained triaxial compression tests.

This document is applicable to the laboratory determination of undrained triaxial shear strength under

compression loading within the scope of geotechnical investigations.

The cylindrical specimen, which can comprise undisturbed, re-compacted, remoulded or reconstituted

soil, is subjected to an isotropic stress under undrained conditions and thereafter is sheared

under undrained conditions. The test allows the determination of shear strength and stress-strain

relationships in terms of total stresses.

Non-standard procedures such as tests with the measurement of pore pressure or tests with filter

drains are not covered in this document.

NOTE This document fulfils the requirements of unconsolidated undrained triaxial compression tests for

geotechnical investigation and testing in accordance with EN 1997-1 and EN 1997-2.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements 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 17892-1, Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 1: Determination

of water content

ISO 17892-2, Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 2: Determination

of bulk density

ISO 17892-3, Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 3: Determination

of particle density
3 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
© ISO 2018 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 17892-8:2018(E)
3.1
cell pressure
pressure applied to the cell fluid
3.2
deviator stress

difference between the applied vertical total stress and the horizontal total stress at the mid height of

the specimen
3.3
undrained shear strength

equal to one half of the deviator stress at failure in the unconsolidated undrained triaxial

compression test
3.4
failure
stress or strain condition at which one of the following criteria are met:
— peak deviator stress;

— a specified deformation criterion if a peak deviator stress has not been achieved, e.g., 15 %

vertical strain.
4 Symbols
A initial cross-sectional area of the specimen
A cross-sectional area of the specimen during shear
cor
a cross-sectional area of the piston if an external load cell is used
c undrained shear strength
D initial internal diameter of membrane (before it is placed on the specimen)
E elastic modulus for the membrane, measured in tension
f factor relating the vertical strain to the specimen volumetric strain
H initial height of the specimen prior to shearing (=H -ΔH )
s i i
H Initial height of specimen after preparation
h distance from the top of the top cap to the mid height of the specimen
P vertical load reading
t initial thickness of the unstressed membrane
V initial volume of the specimen after preparation

W gravity force acting on the sum of the deadweight hanger (if used), the piston, the top cap and

one half of the soil specimen
γ unit weight of the cell fluid
ΔH height change prior to shearing
ΔH height change during shearing
2 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 17892-8:2018(E)
(Δσ ) correction to vertical total stress due to the membrane
v m
ε vertical strain
(ε ) vertical strain of the membrane
v m
σ cell pressure at the mid height of the specimen
σ horizontal total stress at the mid height of the specimen
σ vertical total stress at the mid height of the specimen

ΔV specimen volume change (with reduction in volume being a positive numerical value)

5 Apparatus
5.1 General

The apparatus shall undergo regular maintenance, checks and calibration as specified in Annex A.

A schematic diagram of a typical apparatus for triaxial compression testing is shown in Figure 1.

© ISO 2018 – All rights reserved 3
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ISO 17892-8:2018(E)
Key
1 alternative positions for load measuring device
2 air bleed
3 vertical displacement measuring device
4 piston
5 top cap
6 soil specimen
7 rubber membrane
8 O-rings
9 device for control and measurement of cell pressure
10 triaxial cell
P vertical load

Figure 1 — Schematic diagram of a typical unconsolidated undrained triaxial apparatus

5.2 Triaxial cell

5.2.1 The triaxial cell shall be able to withstand the applied cell pressure without leakage of cell fluid

out of the cell. Transparent cells should be used where possible.

5.2.2 The sealing bushing and piston guide shall be designed such that the piston runs smoothly with

minimal friction and maintains alignment.

5.2.3 The material of the top cap and the pedestal and the connection between the top cap and the

piston shall be such that their deformations are negligible compared to the deformations of the soil

specimen.

5.2.4 The diameter of the top cap and of the pedestal should normally be equal to the diameter of the

specimen. Specimens with diameters smaller than the diameter of the end caps may be tested provided

cavities under the membrane at the ends of the specimen can be avoided.
4 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 17892-8:2018(E)

5.2.5 The vertical stress applied to the specimen due to the weight of the top cap should not exceed

2 % of the estimated undrained shear strength of the specimen or 1 kPa, whichever is the greater.

5.3 Confining membrane

5.3.1 The soil specimen shall be confined by an elastic membrane which effectively prevents the cell

fluid from penetrating into the specimen.

NOTE Membranes with an elastic modulus of around 1 400 kPa have been found to be suitable.

5.3.2 A confining membrane that gives a correction on the estimated undrained shear strength of less

than 10 % at failure should be used (see 7.4).

If rubber membranes are used, membranes with following properties should be used:

— unstretched diameter between 95 % and 100 % of specimen (after being stored in water);

— thickness not exceeding 1 % of the specimen diameter.

5.3.3 O-rings or similar, used to seal the confining membrane to the top and to the pedestal, shall have

dimensions and elastic properties such that the confining membrane is firmly sealed to the top cap and

to the pedestal.
5.4 Cell pressure system

The device for applying the cell pressure shall be capable of maintaining a stable pressure within 1 kPa

or 1 % of the absolute pressure, whichever is the greater.
5.5 Load frame

5.5.1 The load frame shall be able to provide a range of rates of vertical strain as required for the

test (see 6.4.1). The actual rate applied shall not fluctuate more than 10 % of the intended value. The

movement of the platen shall be smooth without vibration such that fluctuations do not occur in the test

results.

5.5.2 The stroke of the load frame shall be more than that required for the test. A value of 30 % of the

specimen height is normally suitable.
5.6 Measuring devices
5.6.1 Load measuring device

The accuracy of the vertical load measuring device, in the range 20 % to 100 % of the capacity of the

device, shall be 1 N or 1 % of the actual value, whichever is greater. The device should be insensitive

to changes in horizontal forces or bending moments, and to changes in temperature or cell pressure

during a test, unless the performance is sufficiently stable that the effect can be corrected.

The capacity of the load measuring device should be chosen so that the failure load is at least 20 % of its

capacity.

NOTE Class 1 load measuring devices to ISO 7500-1 meet this accuracy requirement.

5.6.2 Pressure measuring device

The cell pressure measuring device shall be sufficiently accurate to permit the determination of total

cell pressure to 1 kPa or 0,5 % of the full range of the device, whichever value is the greater.

© ISO 2018 – All rights reserved 5
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ISO 17892-8:2018(E)
5.6.3 Vertical displacement measuring device

The device for measuring the change in height of the specimen shall be accurate to 0,1 mm or to 0,1 % of

the initial specimen height, whichever value is the greater.
5.7 Cell pressure fluids

The cell fluid should be selected such that it does not significantly penetrate through the membrane into

the specimen nor extract pore water from the specimen through the membrane during the

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 17892-8
Première édition
2018-02
Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais de laboratoire
sur les sols —
Partie 8:
Essai triaxial non consolidé non drainé
Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil —
Part 8: Unconsolidated undrained triaxial test
Numéro de référence
ISO 17892-8:2018(F)
ISO 2018
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 17892-8:2018(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2018

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.: +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 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 17892-8:2018(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Symboles ....................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Appareillage .............................................................................................................................................................................................................. 3

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 3

5.2 Cellule triaxiale ....................................................................................................................................................................................... 4

5.3 Membrane de confinement .......................................................................................................................................................... 5

5.4 Circuit de pression cellulaire ...................................................................................................................................................... 5

5.5 Presse de chargement ....................................................................................................................................................................... 5

5.6 Dispositifs de mesure ........................................................................................................................................................................ 5

5.6.1 Dispositif de mesure de la force.......................................................................................................................... 5

5.6.2 Dispositif de mesure de la pression ................................................................................................................ 6

5.6.3 Dispositif de mesure du déplacement vertical ....................................................................................... 6

5.7 Fluides de pression cellulaire ..................................................................................................................................................... 6

5.8 Appareillage accessoire ................................................................................................................................................................... 6

6 Procédure d'essai ................................................................................................................................................................................................ 6

6.1 Exigences générales et préparation du matériel ....................................................................................................... 6

6.2 Préparation des éprouvettes ....................................................................................................................................................... 7

6.3 Application de la pression cellulaire et relevés initiaux ...................................................................................... 8

6.4 Cisaillement ............................................................................................................................................................................................... 8

6.5 Démontage .................................................................................................................................................................................................. 9

7 Résultats d’essais ................................................................................................................................................................................................. 9

7.1 Masse volumique, masse volumique sèche et teneur en eau .......................................................................... 9

7.2 Étape précédant le cisaillement ............................................................................................................................................... 9

7.3 Cisaillement ............................................................................................................................................................................................10

7.3.1 Section transversale corrigée ............................................................................................................................10

7.3.2 Contrainte déviatorique .........................................................................................................................................10

7.3.3 Déformation verticale ...............................................................................................................................................10

7.3.4 Résistance au cisaillement non drainé .......................................................................................................10

7.4 Correction due à l’élasticité de la membrane ............................................................................................................10

8 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................11

8.1 Éléments devant figurer au rapport ..................................................................................................................................11

8.2 Éléments facultatifs pouvant être intégrés au rapport ......................................................................................11

Annexe A (normative) Étalonnage, maintenance et contrôles ...............................................................................................13

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................15

© ISO 2018 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 17892-8:2018(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 le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 341 Reconnaissance et essais

géotechniques, en collaboration avec le Comité Technique ISO/TC 182 Géotechnique, selon l'Accord ou la

coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).

Cette édition annule et remplace l'ISO/TS 17892-8:2004 et l'ISO/TS 17892-8:2004/Cor.1:2006.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 17892 se trouve sur le site web de l’ISO.

iv © ISO 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 17892-8:2018(F)
Introduction

Le présent document couvre des sujets n’ayant jusqu’alors pas été normalisés au niveau international

dans le domaine de la géotechnique. L’objectif du document est de présenter la pratique généralement

appliquée dans le monde entier et il n’est pas indiqué les différences significatives avec les documents

nationaux. Il s’appuie sur la pratique internationale (voir la référence [1]).
© ISO 2018 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 17892-8:2018(F)
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de
laboratoire sur les sols —
Partie 8:
Essai triaxial non consolidé non drainé
1 Domaine d'application

La présente Norme internationale spécifie une méthode pour les essais à l’appareil triaxial de révolution

en compression sur sols non drainés non consolidés.

Cette Norme internationale s’applique à la détermination en laboratoire de la résistance triaxiale

au cisaillement de sols non drainés en conditions de chargement par compression dans le cadre

d’investigations géotechniques.

L’éprouvette cylindrique, pouvant être constituée de sol non remanié, recompacté, remanié ou

reconstitué, est soumise à une contrainte isotrope sans drainage et est ensuite cisaillée sans drainage.

L’essai permet de déterminer la résistance au cisaillement et les relations contrainte-déformation en

termes de contraintes totales.

Les procédures non standard, notamment les essais avec une mesure de la pression interstitielle ou les

essais avec filtres drainants, ne sont pas couvertes par le présent document.

NOTE Ce document satisfait aux exigences relatives aux essais en compression à l’appareil triaxial sur sols

non consolidés et non drainés à des fins d'investigation et d’essais géotechniques conformément aux normes

EN 1997-1 et EN 1997-2.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences 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 — Identification et classification des sols — Partie 1:

Identification et description

ISO 17892-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 1:

Détermination de la teneur en eau

ISO 17892-2, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 2:

Détermination de la masse volumique d'un sol fin

ISO 17892-3, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 3:

Détermination de la masse volumique des particules solides
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

© ISO 2018 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 17892-8:2018(F)

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1
pression cellulaire
pression appliquée au fluide cellulaire
3.2
contrainte déviatorique

différence entre la contrainte totale verticale appliquée et la contrainte totale horizontale, à mi-hauteur

de l’éprouvette.
3.3
résistance au cisaillement non drainé

égale à la moitié de la contrainte déviatorique à la rupture dans l'essai de compression triaxiale non

consolidée et non drainée
3.4
rupture

condition de contrainte ou de déformation à laquelle l’un des critères suivants est rempli:

— contrainte déviatorique maximale.

— un critère de déformation spécifié si une contrainte déviatorique maximale n’a pas été atteinte, par

exemple une contrainte verticale de 15 %.
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles suivants s’appliquent:
A section transversale initiale de l'éprouvette.
A section transversale de l’éprouvette durant le cisaillement.
cor

a section transversale du piston en cas d'utilisation d'un capteur de charge externe.

c résistance au cisaillement non drainé.

D diamètre interne initial de la membrane (avant d’être placée sur l’éprouvette).

E module d’élasticité de la membrane, mesuré en tension.

f facteur associant la déformation verticale à la déformation volumétrique de l’éprouvette.

H hauteur initiale de l’éprouvette avant le cisaillement (=H -ΔH )
s i i

H hauteur initiale de l’éprouvette avant l’application de la pression cellulaire.

h distance entre le haut de l’embase supérieure et la mi-hauteur de l’éprouvette.

P valeur de force verticale.
t épaisseur initiale de la membrane sans contrainte.
V volume initial de l’éprouvette avant l’application de la pression cellulaire.
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W somme des forces dues à la masse suspendue (si utilisée), au piston, à l'embase supérieure

et à la moitié de l'éprouvette.
γ poids volumique du fluide cellulaire.
ΔH variation de hauteur avant le cisaillement.
ΔH variation de hauteur durant le cisaillement.
(Δσ ) correction appliquée à la contrainte totale verticale due à la membrane.
v m
ε déformation verticale.
(ε ) déformation verticale de la membrane.
v m
σ pression cellulaire à mi-hauteur de l'éprouvette.
σ contrainte totale horizontale à mi-hauteur de l’éprouvette.
σ contrainte totale verticale à mi-hauteur de l’éprouvette.

ΔV changement de volume de l'éprouvette (la réduction du volume étant une valeur numérique

positive)
5 Appareillage
5.1 Généralités

L’appareillage doit faire l’objet d’un étalonnage, d'une maintenance et de contrôles réguliers comme il

est indiqué à l’Annexe A.

Le schéma d'un appareil triaxial typique destiné aux essais en compression est présenté à la Figure 1.

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Légende
1 Position alternative du dispositif de mesure de la force
2 Évacuation de l'air
3 Dispositif de mesure du déplacement vertical
4 Piston
5 Plateau supérieur
6 Éprouvette de sol
7 Membrane en caoutchouc
8 Joints toriques
9 Dispositif de mesure et de contrôle de la pression cellulaire
10 Cellule triaxiale
P Force verticale
Figure 1 — Schéma d’un appareil triaxial typique non consolidé non drainé
5.2 Cellule triaxiale

5.2.1 La cellule triaxiale doit pouvoir supporter la pression cellulaire appliquée sans perte excessive

du fluide de la cellule. Il est recommandé d'utiliser des cellules triaxiales transparentes lorsque c’est

possible.

5.2.2 Le manchon d'étanchéité et le dispositif de guidage du piston doivent être dimensionnés de sorte

que le piston coulisse librement, avec une friction minimale, et conserve son alignement.

5.2.3 L'embase supérieure, l'embase inférieure et la liaison entre l'embase supérieure et le piston

doivent être constituées d'un matériau tel que les déformations soient négligeables par rapport aux

déformations de l'éprouvette de sol.
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5.2.4 Les diamètres de l'embase supérieure et de l'embase inférieure doivent être égaux au diamètre

de l'éprouvette. Un essai peut être réalisé sur des éprouvettes de diamètre inférieur au diamètre des

embases à condition d'éliminer toute poche d’air sous la membrane aux extrémités de l'éprouvette.

5.2.5 Il est recommandé que la contrainte verticale appliquée sur l'éprouvette correspondant au poids

de l'embase supérieure ne dépasse pas la plus grande des deux valeurs suivantes: 2 % de la résistance au

cisaillement non drainé estimée de l’éprouvette ou 1 kPa.
5.3 Membrane de confinement

5.3.1 L'éprouvette de sol doit être confinée par une membrane élastique dont la fonction est d'éviter

de façon efficace la pénétration du fluide cellulaire dans l'éprouvette.

NOTE Les membranes présentant un module d'élasticité d’environ 1400 kPa sont considérées comme

adaptées.

5.3.2 Il convient d'utiliser une membrane de confinement donnant lieu à une correction de la résistance

au cisaillement non drainé estimée inférieure à 10 % à la rupture (voir 7.4).

Si des membranes en caoutchouc sont utilisées, il est recommandé qu'elles aient les propriétés suivantes:

— diamètre de la membrane non tendue compris entre 95 % et 100 % du diamètre de l'éprouvette

(après avoir conservé la membrane dans de l'eau);
— épaisseur ne dépassant pas 1 % du diamètre de l'éprouvette;

5.3.3 Les joints toriques, ou éléments similaires, utilisés pour assurer l’étanchéité de la membrane

de confinement sur les embases supérieure et inférieure, doivent présenter des dimensions et des

propriétés élastiques telles que la membrane de confinement soit fermement maintenue au niveau des

embases supérieure et inférieure.
5.4 Circuit de pression cellulaire

Le dispositif permettant d’appliquer la pression cellulaire doit être en mesure de maintenir une pression

stable avec une exactitude inférieure à la plus grande des deux valeurs suivantes: 1 kPa ou 1 % de la

pression absolue.
5.5 Presse de chargement

5.5.1 La presse de chargement doit être capable d’appliquer les vitesses de déformation verticale

requises pour l’essai (voir 6.4.1). La vitesse réelle appliquée jusqu’à la rupture ne doit pas fluctuer de

plus de 10 %. Le mouvement du plateau doit être régulier et sans vibrations afin qu’aucune fluctuation

n’affecte les résultats de l’essai.

5.5.2 La course de la presse de chargement doit être supérieure à la course requise pour l’essai. Une

valeur de 30 % de la hauteur de l’éprouvette est normalement appropriée.
5.6 Dispositifs de mesure
5.6.1 Dispositif de mesure de la force

L’exactitude du dispositif de mesure de la force verticale, dans la plage comprise entre 20 % et 100 % de

la capacité du dispositif, ne doit pas dépasser la plus grande des deux valeurs suivantes: 1 N ou 1 % de

la valeur réelle. Il convient que le dispositif soit insensible aux variations des forces horizontales ou des

moments fléchissants, et aux variations de température ou de pression cellulaire au cours d’un essai, à

moins que les performances ne soient suffisamment stables de sorte à corriger l’effet.

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Il convient que la capacité du dispositif de mesure de la force soit choisie de sorte que la force à la

rupture soit au moins égale à 20 % de sa capacité.

NOTE Les dispositifs de mesure de la force de Classe 1 selon la norme ISO 7500-1 sont conformes à cette

exigence d’exactitude.
5.6.2 Dispositif de mesure de la pression

Le dispositif de mesure de la pression cellulaire doit être suffisamment performant pour permettre de

déterminer la pression cellulaire totale à la plus grande des deux valeurs suivantes: 1 kPa ou 0,5 % de

la plage complète du dispositif.
5.6.3 Dispositif de mesure du déplacement vertical

Le dispositif permettant de mesurer la variation de hauteur de l’éprouvette doit avoir une précision

égale à la plus grande des deux valeurs suivantes: 0,1 mm ou 0,1 % de la hauteur initiale de l’éprouvette.

5.7 Fluides de pression cellulaire

Il convient que le fluide cellulaire choisi ne pénètre pas de façon significative la membrane et ne passe

pas dans l’éprouvette et qu’il n’extraie pas l’eau interstitielle de l’éprouvette à travers la membrane

pendant la durée de l’essai. Il convient que le fluide cellulaire soit stabilisé à la température de l’essai.

NOTE De l'eau désaérée remplit généralement ces conditions.
5.8 Appareillage accessoire
L’appareillage accessoire comprend:

— une balance présentant une exactitude égale à la plus grande de ces deux valeurs: 0,01 g ou 0,1 % de

la masse pesée,
— un chronomètre présentant une résolution d’1 s;
— un thermomètre maximum/minimum présentant une résolution d’1° C;
— un appareil permettant de déterminer la teneur en eau;

L’appareillage permettant de préparer l’éprouvette comprend les éléments suivants:

— outils de découpe et de taille (par ex. un couteau aiguisé, une scie à fil tendu, une spatule, un anneau

de taille, un tour vertical);

— une règle en acier, présentant un écart maximal de rectitude de 0,1 % de sa longueur;

— une équerre ou un gabarit (par ex. une boîte à onglets), ou un moule fendu permettant d’assurer

une planéité avec une exactitude inférieure à 0,5 % de chaque dimension et avec une exactitude des

angles droits inférieure à 0,5° par rapport à l’angle droit réel;

— un pied à coulisse, analogique ou numérique, présentant une résolution égale à la plus grande de ces

deux valeurs: 0,1 mm ou 0,1 % de la longueur mesurée.
6 Procédure d'essai
6.1 Exigences générales et préparation du matériel

6.1.1 Les éprouvettes doivent être cylindriques avec un diamètre d’au moins 35 mm et une hauteur

comprise entre 1,8 et 2,5 fois le diamètre. Il convient que les dimensions de la particule la plus grande ne

dépassent pas 1/6 du diamètre de l'éprouvette.
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6.1.2 Il convient d'immerger les membranes de confinement dans l’eau pendant au moins 24 heures

avant de les utiliser. La face interne des membranes ne doit pas présenter d’excès d’eau avant de placer la

membrane sur l'éprouvette.

6.1.3 Avant chaque essai, vérifier l’absence de dommage visible sur tout le matériel et s’assurer que le

piston coulisse librement.

6.1.4 Si l’on observe une fuite d’eau de la cellule ou de toute conduite d’eau, à tout moment lors

du déroulement de l’essai, l’essai doit être interrompu, la pression doit être supprimée de la partie

présentant la fuite si nécessaire et la fuite doit être éliminée avant la reprise de l’essai. L’effet de la fuite

sur l’échantillon doit être évalué et si celui-ci est préjudiciable, l’essai peut être jugé invalide.

6.2 Préparation des éprouvettes

Les procédures suivantes doivent être appliquées aux échantillons de sol non remanié, remanié,

recompacté ou reconstitué.

6.2.1 Les échantillons non remaniés doivent être examinés avant l’essai et le matériau le moins remanié

doit être sélectionné pour l’éprouvette d’essai. Il convient de consigner dans le rapport d’essai tout

remaniement significatif visible dans l’éprouvette. Les échantillons fortement remaniés n’apporteront

pas de résultats pertinents et il convient de ne pas les soumettre à la procédure d’essai.

6.2.2 Des précautions doivent être prises afin de maintenir constante la teneur en eau de l'éprouvette

durant sa préparation. Si la préparation est interrompue pendant une durée supérieure à quelques

minutes, l'éprouvette doit être minutieusement enveloppée dans un film en plastique. La circulation d'air

autour de l'éprouvette doit être évitée.

6.2.3 Tailler et couper l’éprouvette aux dimensions requises. Un soin particulier doit être apporté pour

éviter la déformation de l'éprouvette durant sa préparation.

6.2.4 Les extrémités de l’éprouvette doivent être planes et perpendiculaires à l’axe longitudinal

conformément à la norme ISO 17892-2. Éliminer les rainures et les trous aux extrémités et sur la surface

latérale de l’éprouvette par une nouvelle découpe ou en sélectionnant une nouvelle éprouvette si elle est

disponible. Dans le cas contraire, combler les rainures ou les trous n’excédant pas 1/6 du diamètre de

l’éprouvette avec du matériau de l’éprouvette remaniée. Les rainures et les trous aux extrémités peuvent

être comblés avec un matériau qui durcit avec le temps et qui ne libère ou n’absorbe pas d'eau provenant

de l’éprouvette.

6.2.5 Les éprouvettes peuvent être préparés en laboratoire en reconstituant le matériau dans un moule

avec ou sans la membrane en caoutchouc montée à l'intérieur. L'eau mélangée dans le matériau doit avoir

un temps d'au moins 16 h avant le compactage pour égaliser dans toute la masse du sol.

6.2.6 Mesurer la hauteur, le diamètre et la masse de l’éprouvette immédiatement avant l’essai

conformément à la norme ISO 17892-2 par mesure linéaire.

6.2.7 Vérifier l’absence de dommages sur la membrane à utiliser, pouvant entraîner une fuite durant

l’essai.

6.2.8 L’éprouvette doit être installée dans l’appareillage avec la membrane et les joints toriques, de

manière centrée par rapport aux plateaux supérieur et inférieur. Un soin extrême doit être apporté pour

éviter, autant que possible, les déformations de l'éprouvette durant sa mise en place. Il est recommandé

de mettre en place les éprouvettes de sols très mous sans les toucher avec les mains lors des étapes de

préparation.
6.2.9 Terminer l’assemblage de la cellule triaxiale.
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6.3 Application de la pression cellulaire et relevés initiaux

6.3.1 Relever la valeur initiale du dispositif de mesure de déplacement en contact avec l'échantillon

(correspondant à la hauteur H ).

6.3.2 Régler la pression cellulaire à la valeur souhaitée par rapport à la mi-hauteur de l’éprouvette et

laisser l’éprouvette se stabiliser pendant environ 10 minutes avant de procéder au cisaillement. Relever

toute variation de hauteur de l’éprouvette.

6.3.3 Sauf mention contraire, il convient que la pression cellulaire soit au moins égale à la pression

lithostatique totale agissant sur l’éprouvette in situ, sous réserve de ne pas dépasser la limite supérieure

de capacité de l’appareillage utilisé.

6.3.4 Si un capteur interne de mesure de la force est utilisé, relever la valeur initiale du capteur et

abaisser le piston jusqu’à ce qu’il entre juste en contact avec l’éprouvette.

6.3.5 Si un capteur externe de mesure de la force est utilisé, abaisser le piston et relever la valeur

initiale du capteur pendant le déplacement du piston avant qu'il n’entre en contact avec l’éprouvette.

Continuer à abaisser le piston jusqu'à ce qu’il entre juste en contact avec l’éprouvette.

6.3.6 La charge d'appui appliquée pour assurer le contact entre le capteur de charge et l'éprouvette

doit être aussi petite que possible.

6.3.7 Faire un relevé initial du transducteur de déplacement immédiatement avant le cisaillement

(correspondant à la hauteur H ).
6.4 Cisaillement
6.4.1 Maintenir la pression cellulaire
...

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