Apparatus compliance in oedometer testing at high pressures

J.S. Powell, G. Siemens, W.A. Take

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GEO2010 Calgary: 63rd Canadian Geotechnical Conference & 6th Canadian Permafrost Conference

Session: T1-B

ABSTRACT: Characterizing soil behaviour using samples obtained from deep below the surface requires specialized testing equipment and interpretation. At these depths, material behaviour borders between soil and rock. Therefore, traditional soil testing apparatuses may need to be modified and issues such as apparatus compliance take on a larger aspect when interpreting results. Oedometer tests have been completed on clay shale samples of the Bearpaw Formation, taken from depths between 32 and 92 m. The Bearpaw Shale is a very stiff soil with preconsolidation pressures on the order of 10,000 kPa. In this paper, investigation into machine compliance on compressibility parameters (such as Cc, Cs, sp') is reported. At low stresses the effect of apparatus compliance is minimal however at high stresses the influence on these parameters becomes more significant. Failure to correct for machine compliance generally results in an overestimate of the compression indices and an underestimation of the preconsolidation pressure. For example the initial Cs on unloading is particularly susceptible if compliance is ignored. This can have a significant effect on design in these materials.

RÉSUMÉ: Caractériser le comportement des sols à l'aide d'échantillons prélevés à grande profondeur requiert des équipements et des analyses spéciaux. À ces profondeurs le comportement chevauche celui du sol et du roc. Les appareils courants doivent donc être modifiés et les enjeux tels que la déformation des appareils prennent une importance accrue lors de l'analyse des données. Des essais oedométriques ont été réalisés sur des échantillons de shale argileux extraits de la formation Bearpaw à des profondeurs allant de 32 m à 92 m. Le shale de Bearpaw est un sol très rigide ayant des pressions de préconsolidation de l'ordre de 10,000 kPa. Cet article rapporte les résultats d'une étude sur l'effet de la déformation des appareils sur les paramètres de compressibilité (tels que Cc, Cs, cv, sp'). Sous contraintes faibles, la déformation de l'appareil a peu d'effet, par contre à hautes contraintes l'influence sur ces paramètres devient significative. En absence de corrections pour la déformation de l'appareil, les paramètres de compressibilité sont surestimés et la pression de préconsolidation est sous-estimée. Par exemple, la valeur initiale du Cs lors du déchargement est particulièrement susceptible si les déformations de l'appareil sont ignorées. Ceci aura un effet appréciable sur le design dans ces matériaux.

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