Generated Thaw Settlement Profiles Using Autocorrelation Function

J.F. Nixon, M. Nixon, J. Greenslade

In the proceedings of: GEO2010 Calgary: 63rd Canadian Geotechnical Conference & 6th Canadian Permafrost Conference

Session: W2-C

ABSTRACT: Using an autocorrelation function (ACF) to characterize the roughness of a representative ground surface that has experienced thaw settlement is the basis of a new approach to establishing the strain demand on a pipeline subjected to thaw settlement. Simulated settlement profiles are generated by arranging predicted individual borehole settlements from a complete borehole population in a sequence that satisfies the autocorrelation function. The method avoids the difficulty of establishing a design settlement shape and a non-exceedence value for the depth of the design settlement feature. Soil displacements associated with simulated settlement profiles are imposed on the pipe in a pipe structural model to assess settlement strain demand. In this study, an ACF is obtained from published sources to characterize the surface roughness that represents the differential settlement of a specified segment of terrain. By using a numerical interchange scheme, a randomly generated set of thaw settlements is re-arranged to fit the ACF function, without changing any of the original generated settlement values. The effect of the shape of the ACF function, and therefore the simulated settlement profile on predicted pipe strains can be studied using currently available structural analysis programs. Different pipelines respond differently to the generated settlement data.

RÉSUMÉ: Une fonction d'auto-corrélation pour caractériser la rugosité d'une surface qui a subit le dégel est la base d'une nouvelle approche pour établir les stress imposés a un pipeline sous le tassement associé au dégel. Les profils de tassement sont générés en organisant les prédictions de tassement pour chaque trou de forage dans un ordre qui satisfait la fonction d'auto-corrélation. Cette méthode élimine les problèmes associés à la forme que prend le tassement ainsi que les difficultés causés par les valeurs excédents. Les mouvements du sol associés aux profils de tassement estimés sont superposés sur le pipeline dans un model qui représente la tension sur le system. Dans cette étude, la fonction d'auto-corrélation a été obtenue de sources publiées pour caractériser la rugosité d'une surface qui représente le tassement différentiel sur un segment de terrain. En utilisant un arrangement numérique, les valeurs de tassement générées de façon aléatoire, sont réorganisées pour égaler la fonction d'auto-corrélation sans changer le profile de tassement or les valeurs prédites de stress. Les effets de la forme de la fonction d'autocorrection. L'effet du profil et des valeurs simulés peuvent être étudiées par les méthodes d'analyse présentement disponibles. Chaque pipeline répond différemment aux valeurs de tassement générées. 1 INTRODUCTION

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