Demonstration of a physical modeling method to simulate expansive soil behavior

Matthew B. Tucker, Gordon Matheson

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Laboratory Testing

ABSTRACT: A method to physically model the swelling pressure applied by expansive soils onto underground structures was developed to understand the soil-loading pattern and measure the effectiveness of soil expansion mitigation solutions. The test apparatus used an engineered material to simulate the fundamental one-dimensional expansive soil-loading curve obtained from standard oedometer swell testing. The engineered material was able to model the soil-structure interaction matching the soil pressure to structure rigidity. Mitigation techniques used in industry such as placing a deformable/frangible material between the soil and the structure could be tested in the same test apparatus with the results compared to the non-mitigated structure. The testing results showed the effects of modifying the structure design, the mitigation solution, or both. This physical modeling method can be used to optimize and structurally test geotechnical structures designed in expansive soil environments.

RÉSUMÉ: Une méthode pour modèle physique de la pression de gonflement appliquées par les sols gonflants sur les structures souterraines a été développé pour comprendre la structure du sol de chargement et de mesurer l'efficacité des solutions de sol expansion d'atténuation. L'appareillage d'essai utilisé un matériau conçu pour simuler les fondamentaux à une dimension courbe expansive sol obtenues lors des essais de chargement oedométrique houle standard. Le matériau d'ingénierie a été en mesure de modéliser l'interaction sol-structure correspondant à la pression du sol à la structure de rigidité. techniques de gestion utilisées dans l'industrie comme le placement d'un matériau déformable / rupture entre le sol et la structure pourrait être testé dans l'appareil de test avec les résultats par rapport à la structure non-atténuée. Les résultats des tests ont montré l'effet de modifier la conception de la structure, la solution d'atténuation, ou les deux. Cette méthode de modélisation physique peut être utilisée pour optimiser et tester structurellement structures géotechniques conçus dans des environnements sol expansif.

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Cite this article:
Matthew B. Tucker; Gordon Matheson (2011) Demonstration of a physical modeling method to simulate expansive soil behavior in GEO2011. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

@article{GEO11Paper1032,author = Matthew B. Tucker; Gordon Matheson ,title = Demonstration of a physical modeling method to simulate expansive soil behavior,year = 2011}