Soil quality -- Determination of hydraulic conductivity of saturated porous materials using a rigid-wall permeameter

This International Standard specifies the determination of the hydraulic conductivity of granular soils (e.g. sand and gravel) using a constant-head method involving a rigid-wall permeameter to measure the laminar flow of water. The procedure establishes representative values of the hydraulic conductivity of granular soils that can occur in natural deposits as placed in embankments, or when used as base courses under pavements. In order to limit consolidation influences during testing, this procedure is applicable only to disturbed granular soils containing not more than 10 % soil passing a 75-µm sieve. This procedure is applicable to the measurement of hydraulic conductivity of compacted samples of sands and gravels containing little or no silt, where flow along the rigid wall of the permeameter has no practical implications on the test results. This International Standard is not applicable to silt and clay, where seepage/flow at the boundaries is not acceptable.

Qualité du sol -- Détermination de la conductivité hydraulique de matériaux poreux saturés à l'aide d'un perméamètre à paroi rigide

L'ISO 17312:2005 spécifie une méthode d'essai pour déterminer la conductivité hydraulique au moyen d'un dispositif à charge constante permettant de mesurer l'écoulement laminaire de l'eau dans les sols granulaires (par exemple sable et gravier). Le mode opératoire consiste à établir des valeurs représentatives de la conductivité hydraulique des sols granulaires pouvant être présente dans des dépôts naturels, au niveau de remblais, ou dans les assises sous un revêtement.
Afin de limiter les effets du compactage pendant les essais, ce mode opératoire est limité aux sols granulaires remaniés contenant au plus 10 % de sol passant au tamis de 75 micromètres.
L'ISO 17312:2005 est utilisée pour la mesure de la conductivité hydraulique des échantillons compactés de sables et des graviers contenant peu ou pas du tout de limon. Lors des essais sur le sable et le gravier, le perméamètre à paroi rigide est utilisé si l'écoulement le long de la paroi rigide n'a pas d'incidence pratique sur les résultats. En revanche, l'ISO 17312:2005 ne peut pas être utilisée pour le limon et l'argile, pour lesquels l'écoulement le long des parois n'est pas acceptable.

Kakovost tal – Določanje hidravlične prevodnosti v nasičenih poroznih materialih s permeametrom s togo membrano

General Information

Status
Published
Publication Date
30-Nov-2006
Withdrawal Date
30-Nov-2006
Technical Committee
Current Stage
6060 - National Implementation/Publication (Adopted Project)
Start Date
01-Dec-2006
Due Date
01-Dec-2006
Completion Date
01-Dec-2006

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ISO 17312:2005 - Soil quality -- Determination of hydraulic conductivity of saturated porous materials using a rigid-wall permeameter
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SIST ISO 17312:2006
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17312
First edition
2005-03-01
Soil quality — Determination of hydraulic
conductivity of saturated porous
materials using a rigid-wall permeameter
Qualité du sol — Détermination de la conductivité hydraulique de
matériaux poreux saturés à l'aide d'un perméamètre à paroi rigide
Reference number
ISO 17312:2005(E)
ISO 2005
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 17312:2005(E)
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© ISO 2005

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,

electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or

ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 17312:2005(E)
Contents Page

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

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

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

2 Terms and definitions........................................................................................................................... 1

3 Fundamental test conditions ............................................................................................................... 2

4 Apparatus .............................................................................................................................................. 2

5 Sample.................................................................................................................................................... 4

6 Preparation of specimen ...................................................................................................................... 5

7 Procedure .............................................................................................................................................. 8

8 Calculation............................................................................................................................................. 9

9 Test report ........................................................................................................................................... 10

Bibliography ..................................................................................................................................................... 11

© ISO 2005 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 17312:2005(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies

(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO

technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been

established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and

non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the

International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards

adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an

International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent

rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 17312 was prepared by Technical Committee ISO/TC 190, Soil quality, Subcommittee SC 5, Physical

methods.
iv © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 17312:2005(E)
Introduction

The rate of water flow through the soil is of considerable importance in many aspects of agricultural and urban

life. The entry of water into soil, the movement of water to plant roots, the flow of water to drains and wells,

and the evaporation of water from the soil surface are but a few of the obvious situations in which the rate of

water flow plays an important role. Also, in cases of soil pollution and polluted groundwater, prediction of the

rate of movement of soil water is of great importance to obtain knowledge about the spreading of pollutants.

The soil properties that determine the behaviour of soil water flow systems are the hydraulic conductivity and

water-retention characteristics. The hydraulic conductivity of soil is a measure of its ability to transmit water.

The water-retention characteristics are an expression of its ability to store water. These properties determine

the response of a soil/water system to imposed boundary conditions.
© ISO 2005 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 17312:2005(E)
Soil quality — Determination of hydraulic conductivity of
saturated porous materials using a rigid-wall permeameter

WARNING — This International Standard does not purport to address all of the safety problems, if

any, associated with its use. It is the responsibility of the user of this International Standard to

establish appropriate safety and health practices and determine the applicability of regulatory

limitations prior to use.
1 Scope

This International Standard specifies the determination of the hydraulic conductivity of granular soils (e.g.

sand and gravel) using a constant-head method involving a rigid-wall permeameter to measure the laminar

flow of water. The procedure establishes representative values of the hydraulic conductivity of granular soils

that can occur in natural deposits as placed in embankments, or when used as base courses under

pavements.

In order to limit consolidation influences during testing, this procedure is applicable only to disturbed granular

soils containing not more than 10 % soil passing a 75-µm sieve.

This procedure is applicable to the measurement of hydraulic conductivity of compacted samples of sands

and gravels containing little or no silt, where flow along the rigid wall of the permeameter has no practical

implications on the test results. This International Standard is not applicable to silt and clay, where

seepage/flow at the boundaries is not acceptable.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
compaction
densification of a soil by means of mechanical manipulation
2.2
dry bulk density
mass per volume of dry soil
NOTE It is expressed in kilograms per cubic metre (kg/m ).
2.3
hydraulic conductivity

rate of discharge of water under laminar flow conditions through a unit cross-sectional area of a porous

medium under a unit hydraulic gradient and standard temperature conditions (20 °C)

2.4
hydraulic gradient
change in total hydraulic head of water per unit distance of flow
© ISO 2005 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 17312:2005(E)
2.5
pore volume of flow

cumulative quantity (volume) of flow into a test specimen divided by the volume of voids in the specimen

2.6
vacuum
negative pressure
degree of rarefaction below atmospheric pressure
3 Fundamental test conditions

The following ideal test conditions are prerequisites for the laminar flow of water through granular soils under

constant-head conditions:
 continuity of flow with no soil volume change during a test;

 flow with the soil voids saturated with water and no air bubbles in the soil voids;

 flow in steady state with no changes in hydraulic gradient; and

 direct proportionality of flow velocity to hydraulic gradients below certain values (see Figure 3), at which

turbulent flow starts.

All other types of flow involving partial saturation of soil voids, turbulent flow, and unsteady-state flow are

transient in character and yield variable and time-dependent hydraulic conductivity; therefore, they require

special test conditions and procedures.
4 Apparatus

4.1 Permeameters (see Figure 1), having specimen cylinders with minimum diameters approximately 8 or

12 times the maximum particle size in accordance with Table 1.
The permeameter should be fitted with:

a) a porous disk or suitable reinforced screen at the bottom with a hydraulic conductivity greater than that of

the soil specimen, but with openings sufficiently small (not larger than 10 % finer size) to prevent loss of

particles;

b) manometer tube outlets for measuring the loss of head, h (= h − h ), over a length, l (see Figure 1),

1 2
which shall be equivalent to at least the diameter of the cylinder;

c) a porous disk or suitable reinforced screen with a spring attached to the top, or any other device, for

applying a light spring pressure of 22 N to 45 N total load when the top plate is attached in place. This will

maintain the placement density and volume of soil without significant change during saturation of the

specimen and hydraulic conductivity testing to satisfy the requirement specified in Clause 3.

4.2 Constant-head filter tank, to supply water and remove most of the air from tap water.

The tank shall be fitted with suitable control valves to maintain conditions described in Clause 3.

De-aerated water may be used if preferred.

4.3 Large funnels, fitted with special cylindrical spouts of 25 mm diameter for particles of maximum size

9,5 mm, and 13 mm diameter for particles of maximum size 2,00 mm.

The length of the funnel spout shall be greater than the full length of the hydraulic conductivity chamber, and

at least 150 mm.
2 © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 17312:2005(E)
4.4 Specimen compaction equipment (optional):
a) a vibrating tamper fitted with a tamping foot 51 mm in diameter;
b) a sliding tamper with a tamping foot 51 mm in diameter,

c) a rod for sliding weights of 100 g (for sands) to 1 kg (for soils with large gravel content), having an

adjustable drop height of 102 mm for sands and 203 mm for soils with large gravel content.

4.5 Vacuum pump or water-tap aspirator, for evacuating and for saturating soil specimens under full

vacuum (see Figure 2).
Key
1 to constant head filter tank 6 manometer grooves
2 inlet valve 7 porous disk
3 outlet valve 8 valve
4 spring 9 manometer outlets
5 soil specimen 10 manometer tubes
h Manometer reading, inlet
h Manometer reading, outlet

H Distance from upper surface of the top plate of the cylinder to the top of the upper porous plate temporarily placed on

the lower porous plate

H Distance from upper surface of the top plate of the cylinder to the top of the upper porous plate in place on top of the

sample
Figure 1 — Constant-head permeameter
© ISO 2005 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 17312:2005(E)
Key
1 flow out
2 flow in
3 valve
4 vacuum
5 water
6 outlet valve
7 soil
8 inlet valve
Figure 2 — Device for evacuating and saturating specimen
4.6 Manometer tubes, with metric scales for measuring head.
4.7 Balance, of 2 kg capacity, sensitive to ±1 g.
4.8 Scoop, with a capacity of about 100 g of soil.
4.9 Miscellaneous apparatus

Thermometers, clock with sweep-second hand, 250-ml graduated cylinder, quart jar, mixing pan, etc. shall be

available as needed.
5 Sample

A representative sample of air-dried granular soil, containing less than 10 % of material passing the 75-µm

sieve and equal to an amount sufficient to satisfy the requirements below, shall be selected by the method of

quartering.

A sieve analysis shall be made on a representative sample of the complete soil prior to the hydraulic

conductivity test. Any particles larger than 19 mm shall be separated out by sieving. This oversize material

shall not be used for the hydraulic conductivity test, but the percentage of oversize material shall be recorded.

4 © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 17312:2005(E)

In order to establish representative values of hydraulic conductivity for the range that may exist in the situation

being investigated,
...

6/29(16., 6,67,62
67$1'$5'
GHFHPEHU
.DNRYRVWWDO±'RORþDQMHKLGUDYOLþQHSUHYRGQRVWLYQDVLþHQLKSRUR]QLK
PDWHULDOLKVSHUPHDPHWURPVWRJRPHPEUDQR

6RLOTXDOLW\'HWHUPLQDWLRQRIK\GUDXOLFFRQGXFWLYLW\RIVDWXUDWHGSRURXVPDWHULDOV

XVLQJDULJLGZDOOSHUPHDPHWHU
,&6 5HIHUHQþQDãWHYLOND

6,67,62 HQ
!"#$%&’( )&!*+,%- .
---------------------- Page: 1 ----------------------
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17312
First edition
2005-03-01
Soil quality — Determination of hydraulic
conductivity of saturated porous
materials using a rigid-wall permeameter
Qualité du sol — Détermination de la conductivité hydraulique de
matériaux poreux saturés à l'aide d'un perméamètre à paroi rigide
Reference number
ISO 17312:2005(E)
ISO 2005
---------------------- Page: 2 ----------------------
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ISO 17312:2005(E)
Contents Page

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

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

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

2 Terms and definitions........................................................................................................................... 1

3 Fundamental test conditions ............................................................................................................... 2

4 Apparatus .............................................................................................................................................. 2

5 Sample.................................................................................................................................................... 4

6 Preparation of specimen ...................................................................................................................... 5

7 Procedure .............................................................................................................................................. 8

8 Calculation............................................................................................................................................. 9

9 Test report ........................................................................................................................................... 10

Bibliography ..................................................................................................................................................... 11

© ISO 2005 – All rights reserved iii
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ISO 17312:2005(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies

(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO

technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been

established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and

non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the

International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards

adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an

International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent

rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 17312 was prepared by Technical Committee ISO/TC 190, Soil quality, Subcommittee SC 5, Physical

methods.
iv © ISO 2005 – All rights reserved
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ISO 17312:2005(E)
Introduction

The rate of water flow through the soil is of considerable importance in many aspects of agricultural and urban

life. The entry of water into soil, the movement of water to plant roots, the flow of water to drains and wells,

and the evaporation of water from the soil surface are but a few of the obvious situations in which the rate of

water flow plays an important role. Also, in cases of soil pollution and polluted groundwater, prediction of the

rate of movement of soil water is of great importance to obtain knowledge about the spreading of pollutants.

The soil properties that determine the behaviour of soil water flow systems are the hydraulic conductivity and

water-retention characteristics. The hydraulic conductivity of soil is a measure of its ability to transmit water.

The water-retention characteristics are an expression of its ability to store water. These properties determine

the response of a soil/water system to imposed boundary conditions.
© ISO 2005 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 17312:2005(E)
Soil quality — Determination of hydraulic conductivity of
saturated porous materials using a rigid-wall permeameter

WARNING — This International Standard does not purport to address all of the safety problems, if

any, associated with its use. It is the responsibility of the user of this International Standard to

establish appropriate safety and health practices and determine the applicability of regulatory

limitations prior to use.
1 Scope

This International Standard specifies the determination of the hydraulic conductivity of granular soils (e.g.

sand and gravel) using a constant-head method involving a rigid-wall permeameter to measure the laminar

flow of water. The procedure establishes representative values of the hydraulic conductivity of granular soils

that can occur in natural deposits as placed in embankments, or when used as base courses under

pavements.

In order to limit consolidation influences during testing, this procedure is applicable only to disturbed granular

soils containing not more than 10 % soil passing a 75-µm sieve.

This procedure is applicable to the measurement of hydraulic conductivity of compacted samples of sands

and gravels containing little or no silt, where flow along the rigid wall of the permeameter has no practical

implications on the test results. This International Standard is not applicable to silt and clay, where

seepage/flow at the boundaries is not acceptable.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
compaction
densification of a soil by means of mechanical manipulation
2.2
dry bulk density
mass per volume of dry soil
NOTE It is expressed in kilograms per cubic metre (kg/m ).
2.3
hydraulic conductivity

rate of discharge of water under laminar flow conditions through a unit cross-sectional area of a porous

medium under a unit hydraulic gradient and standard temperature conditions (20 °C)

2.4
hydraulic gradient
change in total hydraulic head of water per unit distance of flow
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ISO 17312:2005(E)
2.5
pore volume of flow

cumulative quantity (volume) of flow into a test specimen divided by the volume of voids in the specimen

2.6
vacuum
negative pressure
degree of rarefaction below atmospheric pressure
3 Fundamental test conditions

The following ideal test conditions are prerequisites for the laminar flow of water through granular soils under

constant-head conditions:
 continuity of flow with no soil volume change during a test;

 flow with the soil voids saturated with water and no air bubbles in the soil voids;

 flow in steady state with no changes in hydraulic gradient; and

 direct proportionality of flow velocity to hydraulic gradients below certain values (see Figure 3), at which

turbulent flow starts.

All other types of flow involving partial saturation of soil voids, turbulent flow, and unsteady-state flow are

transient in character and yield variable and time-dependent hydraulic conductivity; therefore, they require

special test conditions and procedures.
4 Apparatus

4.1 Permeameters (see Figure 1), having specimen cylinders with minimum diameters approximately 8 or

12 times the maximum particle size in accordance with Table 1.
The permeameter should be fitted with:

a) a porous disk or suitable reinforced screen at the bottom with a hydraulic conductivity greater than that of

the soil specimen, but with openings sufficiently small (not larger than 10 % finer size) to prevent loss of

particles;

b) manometer tube outlets for measuring the loss of head, h (= h − h ), over a length, l (see Figure 1),

1 2
which shall be equivalent to at least the diameter of the cylinder;

c) a porous disk or suitable reinforced screen with a spring attached to the top, or any other device, for

applying a light spring pressure of 22 N to 45 N total load when the top plate is attached in place. This will

maintain the placement density and volume of soil without significant change during saturation of the

specimen and hydraulic conductivity testing to satisfy the requirement specified in Clause 3.

4.2 Constant-head filter tank, to supply water and remove most of the air from tap water.

The tank shall be fitted with suitable control valves to maintain conditions described in Clause 3.

De-aerated water may be used if preferred.

4.3 Large funnels, fitted with special cylindrical spouts of 25 mm diameter for particles of maximum size

9,5 mm, and 13 mm diameter for particles of maximum size 2,00 mm.

The length of the funnel spout shall be greater than the full length of the hydraulic conductivity chamber, and

at least 150 mm.
2 © ISO 2005 – All rights reserved
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ISO 17312:2005(E)
4.4 Specimen compaction equipment (optional):
a) a vibrating tamper fitted with a tamping foot 51 mm in diameter;
b) a sliding tamper with a tamping foot 51 mm in diameter,

c) a rod for sliding weights of 100 g (for sands) to 1 kg (for soils with large gravel content), having an

adjustable drop height of 102 mm for sands and 203 mm for soils with large gravel content.

4.5 Vacuum pump or water-tap aspirator, for evacuating and for saturating soil specimens under full

vacuum (see Figure 2).
Key
1 to constant head filter tank 6 manometer grooves
2 inlet valve 7 porous disk
3 outlet valve 8 valve
4 spring 9 manometer outlets
5 soil specimen 10 manometer tubes
h Manometer reading, inlet
h Manometer reading, outlet

H Distance from upper surface of the top plate of the cylinder to the top of the upper porous plate temporarily placed on

the lower porous plate

H Distance from upper surface of the top plate of the cylinder to the top of the upper porous plate in place on top of the

sample
Figure 1 — Constant-head permeameter
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ISO 17312:2005(E)
Key
1 flow out
2 flow in
3 valve
4 vacuum
5 water
6 outlet valve
7 soil
8 inlet valve
Figure 2 — Device for evacuating and saturating specimen
4.6 Manometer tubes, with metric scales for measuring head.
4.7 Balance, of 2 kg capacity, sensitive to ±1 g.
4.8 Scoop, with a capacity of about 100 g of soil.
4.9 Miscellaneous apparatus

Thermometers, clock with sweep-second hand, 250-ml graduated cylinder, quart jar, mixing pan, etc. shall be

available as needed.
5 Sample

A representative sample of air-dried granular soil, containing less than 10 % of material passing the 75-µm

sieve and equal to an amount sufficient to satisfy the requirements below, shall be selected by the method of

quartering.

A sieve analysis shall be made on a representative sample of the complete soil prior to the hydraulic

conductivity test. Any particles larger than 19 mm shall be separated out by sieving. This oversize material

shall not be used for the hydraulic conductivity test, but the percentage o
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 17312
Première édition
2005-03-01
Qualité du sol — Détermination de la
conductivité hydraulique de matériaux
poreux saturés à l'aide d'un perméamètre
à paroi rigide
Soil quality — Determination of hydraulic conductivity of saturated
porous materials using a rigid-wall permeameter
Numéro de référence
ISO 17312:2005(F)
ISO 2005
---------------------- Page: 1 ----------------------
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ii © ISO 2005 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 17312:2005(F)
Sommaire Page

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

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

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

2 Termes et définitions ............................................................................................................................ 1

3 Conditions fondamentales pour les essais........................................................................................2

4 Appareillage........................................................................................................................................... 2

5 Échantillon............................................................................................................................................. 5

6 Préparation de l'éprouvette.................................................................................................................. 6

7 Mode opératoire .................................................................................................................................... 9

8 Calculs.................................................................................................................................................. 10

9 Rapport................................................................................................................................................. 11

Bibliographie .................................................................................................................................................... 12

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ISO 17312:2005(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de

normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée

aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du

comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non

gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec

la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,

Partie 2.

La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes

internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur

publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres

votants.

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne

pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

L'ISO 17312 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité SC 5, Méthodes

physiques.
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ISO 17312:2005(F)
Introduction

L'écoulement de l'eau dans le sol est d'une importance considérable sur de nombreux plans de la vie agricole

et urbaine. La pénétration de l'eau dans le sol, le déplacement de l'eau vers les racines des plantes,

l'écoulement de l'eau vers les drains et les puits et l'évaporation de l'eau à la surface du sol ne sont que

quelques-uns des phénomènes évidents où l'écoulement de l'eau joue un rôle important. Dans le cas de

pollution du sol et des eaux souterraines, la prédiction du taux de déplacement de l'eau du sol est également

très importante pour acquérir des connaissances sur la diffusion des polluants.

Dans le sol, les propriétés qui déterminent l'écoulement de l'eau sont la conductivité hydraulique et les

caractéristiques de rétention d'eau. La conductivité hydraulique du sol est une mesure de sa capacité à

transmettre l'eau. Les caractéristiques de rétention d'eau sont une expression de sa capacité à emmagasiner

l'eau. Ces propriétés permettent d'évaluer la réponse d'un système d'écoulement de l'eau dans le sol à des

conditions aux limites imposées.
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NORME INTERNATIONALE ISO 17312:2005(F)
Qualité du sol — Détermination de la conductivité hydraulique
de matériaux poreux saturés à l'aide d'un perméamètre à paroi
rigide

AVERTISSEMENT — La présente Norme internationale n'a pas pour objectif de traiter les problèmes

de sécurité associés, le cas échéant, à son utilisation. Il incombe à l'utilisateur de la présente Norme

internationale d'établir des pratiques d'hygiène et de sécurité appropriées et de déterminer

l'applicabilité des restrictions réglementaires avant son utilisation.
1 Domaine d'application

La présente Norme internationale spécifie une méthode d'essai pour déterminer la conductivité hydraulique

au moyen d'un dispositif à charge constante, permettant de mesurer l'écoulement laminaire de l'eau dans les

sols granulaires (par exemple sable et gravier). Le mode opératoire consiste à établir des valeurs

représentatives de la conductivité hydraulique des sols granulaires pouvant être présente dans des dépôts

naturels, au niveau de remblais, ou dans les assises sous un revêtement.

Afin de limiter les effets du compactage pendant les essais, ce mode opératoire est limité aux sols granulaires

remaniés contenant au plus 10 % de sol passant au tamis de 75 µm.

Ce mode opératoire est utilisé pour la mesure de la conductivité hydraulique des échantillons compactés de

sables et des graviers contenant peu ou pas du tout de limon. Lors des essais sur le sable et le gravier, le

perméamètre à paroi rigide est utilisé si l'écoulement le long de la paroi rigide n'a pas d'incidence pratique sur

les résultats. En revanche, la présente Norme internationale ne peut pas être utilisée pour le limon et l'argile,

pour lesquels l'écoulement le long des parois n'est pas acceptable.
2 Termes et définitions

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

2.1
compactage
action de tasser un sol par des moyens mécaniques pour en accroître la densité
2.2
masse volumique apparente sèche
masse de sol sec par unité de volume
NOTE Elle est exprimée en kilogrammes par mètre cube (kg/m ).
2.3
conductivité hydraulique

écoulement laminaire d'un fluide à travers un milieu poreux de section de superficie unitaire, avec un gradient

hydraulique unitaire et des conditions de température standards (20 °C)
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ISO 17312:2005(F)
2.4
gradient hydraulique
variation de la charge hydraulique totale par unité de longueur
2.5
écoulement poreux volumique

quantité cumulée d'écoulement dans une éprouvette, divisée par le volume des pores dans l'éprouvette

2.6
vide
raréfaction (pression très inférieure à la pression atmosphérique)
3 Conditions fondamentales pour les essais

Les conditions idéales d'essai suivantes sont prérequises pour l'écoulement laminaire de l'eau au travers des

sols granulaires dans des conditions de charge constante:
 continuité de l'écoulement et non-variation du volume du sol pendant l'essai;

 saturation des pores du sol en eau et absence de bulles d'air dans les pores du sol pendant l'écoulement;

 écoulement continu et non-variation du gradient hydraulique; et

 proportionnalité directe entre la vitesse d'écoulement et les gradients hydrauliques au-dessous de

certaines valeurs (voir Figure 3), auxquelles l'écoulement devient turbulent.

Tous les autres types d'écoulements impliquant une saturation partielle des pores du sol, un écoulement

turbulent ou un écoulement non continu ont un caractère transitoire et conduisent à une conductivité

hydraulique variable et dépendant du temps. C'est la raison pour laquelle ils requièrent des conditions et des

modes opératoires d'essai spéciaux.
4 Appareillage

4.1 Perméamètres (voir Figure 1), comportant des éprouvettes cylindriques dont le diamètre minimum

correspond à environ 8 ou 12 fois la taille maximale des particules selon le Tableau 1.

Il convient que le perméamètre soit équipé des éléments suivants:

a) un disque poreux ou une toile métallique renforcée appropriée dans sa partie inférieure, dont la

conductivité hydraulique est supérieure à celle de l'échantillon de sol, mais dont les ouvertures sont

suffisamment petites (au maximum 10 % des particules les plus fines) pour empêcher toute perte de

particules;

b) des prises de tubes manométriques pour mesurer la perte de charge, h (= h − h ), sur une longueur, l

1 2
(voir Figure 1), qui doit être au moins équivalente au diamètre du cylindre;

c) un disque poreux ou une toile métallique renforcée appropriée sur le dessus de laquelle est attaché un

ressort, ou un autre dispositif, pour appliquer une légère pression élastique de charge totale entre 22 N et

45 N, lorsque la plaque supérieure est mise en place. Ainsi, la masse volumique initiale sera maintenue

et toute variation significative du volume du sol sera évitée pendant la saturation de l'éprouvette et l'essai

de conductivité hydraulique, pour satisfaire à l'exigence spécifiée à l'Article 3.

4.2 Réservoir à charge constante, pour fournir de l'eau dégazée.

Ce réservoir doit être équipé de vannes de commande adaptées pour maintenir les conditions décrites à

l'Article 3.
Si cela est préférable, on peut utiliser de l'eau désaérée.
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ISO 17312:2005(F)

4.3 Grands entonnoirs, équipés de goulots cylindriques spéciaux, de 25 mm de diamètre pour des

particules de 9,5 mm au maximum, et de 13 mm de diamètre pour des particules de 2,00 mm au maximum.

La longueur du goulot doit être supérieure à la longueur totale de la chambre de conductivité hydraulique et

être d'au moins 150 mm.
4.4 Matériel de compactage des éprouvettes (facultatif):
a) une dame vibrante équipée d'un pied de mouton de 51 mm de diamètre;
b) une dame coulissante avec un pied de mouton de 51 mm de diamètre;

c) une colonne pour faire coulisser des masses de 100 g (pour les sables) à 1 kg (pour les sols contenant

une large proportion de gravier), présentant une hauteur de chute réglable à 102 mm pour les sables et à

203 mm pour les sols contenant une large proportion de gravier.

4.5 Pompe à vide ou robinet à vide, pour l'évacuation et pour la saturation des éprouvettes de sol sous

vide complet (voir Figure 2).

4.6 Tubes manométriques, dotés d'une graduation métrique pour mesurer la hauteur d'eau.

4.7 Balance, d'une capacité de 2 kg et d'une sensibilité de ± 1 g.
4.8 Pelle d'échantillonnage, d'une capacité d'environ 100 g de sol.
4.9 Appareillage divers

Des thermomètres, un chronomètre avec aiguille des secondes à mouvement continu, un récipient gradué de

250 ml, un bocal d'un litre environ, un bac mélangeur, etc., doivent être à disposition, si besoin est.

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ISO 17312:2005(F)
Légende
1 vers le réservoir à charge constante 6 rainures pour prises de manomètres
2 vanne d'admission 7 disque poreux
3 vanne de sortie 8 vanne
4 ressort 9 prises des manomètres
5 éprouvette de sol 10 tubes manométriques
h Indication du manomètre, admission
h Indication du manomètre, sortie
H Distance du haut de la surface de la plaque supérieure
du cylindre au haut de la plaque poreuse supérieure,
placée temporairement sur la plaque poreuse inférieure
H Distance du haut de la surface de la plaque supérieure
du cylindre au haut de la plaque poreuse supérieure en
place sur l'échantillon
Figure 1 — Perméamètre à charge constante
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ISO 17312:2005(F)
Légende
1 flux sortant
2 flux entrant
3 vanne
4 vide
5 eau
6 vanne de sortie
7 sol
8 vanne d'admission

Figure 2 — Dispositif pour l'évacuation de l'eau et la saturation de l'éprouvette

5 Échantillon

Un échantillon représentatif de sol granulaire séché à l'air, contenant moins de 10 % de matière passant au

tamis de 75 µm et dont la quantité est suffisante pour satisfaire aux exigences prescrites ci-dessous, doit être

sélectionné par la méthode de quartage.

Une analyse granulométrique par tamisage doit être effectuée sur un échantillon représentatif du sol complet

avant l'essai de conductivité hydraulique. Toutes les particules de taille supérieure à 19 mm doivent être

séparées par tamisage. Ce matériau grossier ne doit pas être utilisé pour l'essai de conductivité hydraulique,

mais son pourcentage doit être enregistré.

Afin d'établir des valeurs représentatives de conductivité hydraulique pour le domaine de valeurs qui peut

exister dans la situation étudiée, il convient d'obtenir, pour les soumettre à essai, des échantillons de sols plus

fins, de sols moyens et de sols plus grossiers.
Après avoir retiré le matériau grossier, sélectionner, par la métho
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.