Use of DMT and CPTU tests in the evaluation of shear modulus G0 for soils of different origin

• Autorzy: Młynarek Zbigniew , Wierzbicki Jędrzej , Monaco Paola , Stefaniak Katarzyna

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2023.144187

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie badań DMT i CPTU do oceny modułu ścinania G0 gruntów o różnej genezie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The subject of this article is the analysis of the relationship between G0/MDMT and KD, where G0 is the small strain shear modulus, while MDMT and KD are respectively the constrained modulus and the horizontal stress index determined from DMT tests. This relationship allows to determine a profile with depth of G0 from standard DMT test results, useful when data from non-seismic DMT investigations are available. The analysis was based on a large amount of data for a wide range of soils of different origins in Poland. The dataset included OC and NC loams, silts, medium sands, silty sands and fine sands. The overconsolidation ratio (OCR) was estimated using data from CPTU and DMT tests. The obtained empirical G0/MDMT vs. KD relationships were compared with the correlations established by Marchetti et al. [1] for different soil types. To account for the significant influence of overconsolidation, an original empirical relationship between G0/σ'p and KD, where σ'p is the preconsolidation stress, was defined based on data from all investigated fine-grained soils.

PL

Przedmiotem artykułu jest analiza zależności pomiędzy G0/MDMT i KD, gdzie G0 jest początkowym modułem ścinania, natomiast MDMT i KD są odpowiednio modułem ściśliwości i wskaźnikiem naprężeń poziomych wyznaczonymi z badań DMT. Zależność ta pozwala na wyznaczenie profilu G0 wraz z głębokością, ze standardowych wyników badań DMT, co jest przydatne, gdy dostępne są jedynie dane z niesejsmicznych badań DMT. Analizę oparto na dużej liczbie danych dla szerokiego spektrum gruntów o różnej genezie, występujących w Polsce. Zbiór danych obejmował iły, gliny OC i NC, pyły, piaski średnie, piaski pylaste i piaski drobne. Współczynnik prekonsolidacji (OCR) został oszacowany na podstawie danych z testów CPTU i DMT. Uzyskane empiryczne zależności G0/MDMT vs. KD porównano z korelacjami ustalonymi przez Marchettiego i innych [1] dla różnych rodzajów gruntu. Aby uwzględnić wpływ prekonsolidacji, na podstawie danych ze wszystkich badanych gruntów drobnoziarnistych zdefiniowano oryginalną zależność empiryczną między G0/σ'p i KD, gdzie σ'p jest naprężeniem prekonsolidacyjnym.

Słowa kluczowe

EN

CPTU; DMT; initial modulus; shear modulus; soil; preconsolidation stress

PL

CPTU; DMT; wartość początkowa; moduł ścinania; grunt; naprężenie prekonsolidacji

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 69, nr 1
• Strony: 539--552
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Młynarek Zbigniew

• University of Life Sciences, Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6156-4286

autor

Wierzbicki Jędrzej

• Institute of Geology, Adam Mickiewicz University, Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-1447-623X

autor

Monaco Paola

• University of L’Aquila, L’Aquila, Italy

• https://orcid.org/0000-0002-1473-158X

autor

Stefaniak Katarzyna

• Institute of Geology, Adam Mickiewicz University, Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-4016-407X

Bibliografia

• [1] S. Marchetti, P. Monaco, G. Tonani, and D. Marchetti, “In-situ Tests by Seismic Dilatometer (SDMT)”, in Proc. From Research to Practice in Geotechnical Engineering. GSP 180, J.E. Laier, et al., Eds. New Orleans: ASCE, 2008, pp. 292-311, DOI: 10.1061/40962(325)7.
• [2] Z. Młynarek, “Quality of In-Situ and Laboratory Tests Contribution to Risk Management”, in Proc. 14th Danube European Conference on Geotechnical Engineering, 2-4 June, Bratislava, Slovakia. 2010.
• [3] G. Bartnik, R. Kuszyk, and M. Superczyńska, “Strengthening of the soft soil loaded with heavy construction traffic based on dilatometer tests”, Archives of Civil Engineering, vol. 67, no. 4, pp. 559-572, 2021, DOI: 10.24425/ace.2021.138518.
• [4] S. Lacasse and F. Nadim, “Relability issues and future challenges in geotechnical engineering for offshore structures”, in Proc. 7th International Conference on Behaviour of Offshore Structures, Cambridge, MA, USA, 12-15 Jul 1994, no. 1. Amsterdam: Elsevier, 1994, pp. 1-48.
• [5] Z. Młynarek, K. Stefaniak, and J. Wierzbicki, “Geotechnical parameters of alluvial soils from in-situ tests”, Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics, vol. 59, no. 1, pp. 3-22, 2012.
• [6] J. Powell, “In-situ testing, General report”, in Proc. of 16th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 12-16 September, Osaka. Rotterdam: Millpress, 2005, pp. 2971-2981, DOI: 10.3233/978-1-61499-656-9-2971.
• [7] J. Wierzbicki, Evaluation of subsoil overconsolidation by means of in situ tests at the aspect of its origin. Scientific dissertations, no. 410. Poznan University of Life Sciences, 2010.
• [8] G. Wrzesiński, “Anisotropy of soil shear strength parameters caused by the principal stress rotation”, Archives of Civil Engineering, 2021, vol. 67, no. 1, pp. 163-187, 2021, DOI: 10.24425/ace.2021.136467.
• [9] S. Marchetti, “In-situ tests by flat dilatometer”, ASCE Journal of the Geotechnical Engineering Division, vol. 100, pp. 299-321, 1980.
• [10] H. Langhaar, Dimensional analysis and theory of models. New York: John Wiley&Sons, London, 1964.
• [11] S. H. H. Lee and K. H. Stoke, “Investigation of low amplitude shear wave velocity in anisotropics materials”, Geotechnical Report No. GR 86-6, Civil Engineering Departament, University of Texas, 1986, pp. 1-292.
• [12] M. Jamiolkowski, R Lancellotta, and D. Lo Presti, “Remarks on the Stiffnes at Small Strain of six Italian Clays”, in International Symposium on Pre-failure Deformation Characterictics of Geomaterials, Hokkaido’94, Shibuya, Mitachi&Miura, Eds. Rotterdam: Balkema, 1995, pp. 817-836.
• [13] B.O. Hardin, “The Nature of Stress-strain behaviour for Soils”, in Proc. ASCE Geotechnical Div. Specialty Conf. On Earthquake Engineering and Soil Dynamics. Pasadena, 1978, pp. 3-90.
• [14] P. Lumb, “Applications of Statistics in Soil Mechanics”, in Soil Mechanics-New Horizons, J. K. Lee, Ed. Newness-Batterworth,1974, pp. 44-111.
• [15] Z. Młynarek, J. Wierzbicki, K. Stefaniak, “Deformation characteristics of overconsolidated subsoil from CPTU and SDMT tests”, in Proc. Geotechnical and Geophisical Site Characterisation Conference on Site Characterization ISC-4, vol. 1. London: Taylor & Francis Books Ltd., 2013, pp. 1189-1193.