Wave propagation and interpretation of bender elements pulse tests

D.R. Gamal-El-Dean, G. Lefebvre, M. Karray

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoMontréal 2013: 66th Canadian Geotechnical Conference; 11th joint with IAH-CNC

Session: Soil and Rock Mechanics II

ABSTRACT: Although of popularity of the bender element test for shear wave velocity (Vs) measurements, the determination of correct shear wave arrival-time is still an unsolved issue. Many researchers reported the difficulty to quantify the accuracy of laboratory measurements of piezoelectric tests using the current state of knowledge and existing techniques for testing and interpretation. This study discusses and analyzes the interpretation problems related to elastic waves measurements in laboratory setups using bender elements. Also, it provides a review about the accuracy of existing interpretation methods for pulse-wave tests. Thirty-four bender-elements numerical simulations were carried out in this study using finite difference dynamic analysis software (FLAC). Based on the results of these simulations, it was concluded that bender element method suffers from several fundamental and interpretation problems. In addition, the existing interpretation techniques may not be accurate enough to determine the correct arrival time. Some practical recommendations were given for enhancing the interpretation process. Also, a new interpretation method, which proved to be more accurate than the commonly used methods, is introduced.

RÉSUMÉ: Bien que la popularité de l'épreuve d'élément bender pour les mesures de la vitesse des ondes de cisaillement (Vs), la détermination de la bonne temp d™arrivé de l™onde de cisaillement est toujours un problème non résolu. De nombreux chercheurs ont signalé la difficulté de quantifier la précision des mesures de laboratoire des tests piézoélectriques à l'aide de l'état actuel des connaissances et des techniques existantes pour les tests et l'interprétation. Cette étude examine et analyse les problèmes d'interprétation liés aux ondes élastiques dans les mesures montages de laboratoire utilisant des éléments de Bender. En outre, il fournit un avis sur la précision des méthodes d'interprétation existants pour les tests onde pulsatile. Trente-quatre Bender-éléments simulations numériques ont été réalisées dans cette étude en utilisant un logiciel d'analyse dynamique des différences finies (FLAC). Sur la base des résultats de ces simulations, il a été conclu que la méthode des éléments Bender souffre de plusieurs problèmes fondamentaux et l'interprétation. En outre, les techniques d'interprétation existants peuvent ne pas être assez précise pour déterminer l'heure d'arrivée exacte. Quelques recommandations pratiques ont été donnés pour améliorer le processus d'interprétation. En outre, une nouvelle méthode d'interprétation, qui s'est avéré être plus précis que les méthodes couramment utilisées, est introduit.

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