Estimation of in situ soil stiffness of glacial tills in Northern Ireland from barometric response.

L. Carse, D.A.B. Hughes, M. McLernon, S.L. Barbour, K. Relland

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: Hydrogeology and Seepage

ABSTRACT: Small strain stiffness is required in numerical modelling of the stress-deformation behaviour of geotechnical structures. However the measurement of small strain stiffness, particularly for stiff stony glacial tills, is very difficult. Undisturbed sampling is practically impossible and even with good quality samples; laboratory measurements of stiffness are unreliable. In situ stiffness measurement using intrusive testing techniques or down hole geophysics methods can also be unreliable due to the heterogeneity of the soils and borehole disturbance. Surface mechanical loading will generate a pore pressure change at depth in a saturated clay formation. When the surface loading is barometric pressure, this change in pore pressure is referred to as barometric efficiency. Techniques are currently being developed to estimate the in situ small strain stiffness of these tills using the response of sealed piezometers to changes in barometric pressure. Hydrogeologists have utilised deep pore water pressure transducers in clay formations to monitor changes in surface water balance on a scale of hectares. This paper discusses the use of deep pore water pressure transducers to measure the variation of bulk stiffness with depth in this low permeability stony clay formation.

RÉSUMÉ: La rigidité à faible déformation est nécessaire dans la modélisation numérique du comportement contrainte-déformation des structures géotechniques. Toutefois, la mesure de la rigidité à faible déformation, en particulier pour les argiles glaciales rocheuse et raides, est très difficile. L™échantillonnage non remanié est pratiquement impossible et même avec des échantillons de bonne qualité; des mesures en laboratoire de la rigidité ne sont pas fiables. La mesure de l'élasticité in-situ utilisant des techniques de tests intrusifs ou des méthodes de géophysique de puis peut aussi être peu fiables en raison de l'hétérogénéité des sols et la perturbation de forage. La surface de chargement mécanique va générer un changement de pression interstitielle en profondeur dans une formation argileuse saturée. Lorsque la surface de chargement est une pression barométrique, ce changement de pression interstitielle est visée à l'efficacité barométrique. Les techniques sont actuellement mis au point pour estimer la rigidité de contrainte in situ de ces petites caisses en utilisant la réponse de piézomètres scellés aux changements de pression atmosphérique. Les hydrogéologues ont utilisé des capteurs de pression des pores en profondeur de l'eau dans les formations argileuses pour surveiller les changements dans l'équilibre des eaux de surface à l'échelle d'hectares. Cet article traite de l'utilisation de l'eau des pores en profondeur transducteurs de pression pour mesurer la variation de la rigidité en vrac avec la profondeur dans cette formation d'argile de faible perméabilité pierreux.

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Cite this article:
L. Carse; D.A.B. Hughes; M. McLernon; S.L. Barbour; K. Relland (2011) Estimation of in situ soil stiffness of glacial tills in Northern Ireland from barometric response. in GEO2011. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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