LABORATORY ASSESSMENT OF ENERGY-EFFICIENCY IN VIBRATORY COMPACTION OF GRANULAR MATERIALS

Federico Fernandez, Garrett Osborne

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Laboratory Testing I / Essais en laboratoire I

ABSTRACT: Laboratory testing equipment was customized to assess energy-efficiency in the compaction of granular materials using a vibratory hammer. During the compaction process, the density growth is derived by tracking the downwards displacement of the tamper in contact with the surface of a constant mass of granular material contained in a standard compaction (Proctor) mold. The energy used during the compaction process is estimated as the product of the elapsed compaction time and the impact power rated by the manufacturer of the vibratory hammer. The graphic representation of density versus the cumulative energy consumed during the compaction test produces a density growth curve. Energy-efficient compaction is achieved when the desired state of compactness is reached at the expense of lesser energy. The paper describes a laboratory test method used to evaluate both the compactibility and the maximum density attainable by the vibratory compaction process. This approach can be used in support of sustainable earthwork construction practices to guide the optimal selection of compaction variables such as vibratory frequency, surcharge or lift characteristics.

RÉSUMÉ: L'équipement d'essai de laboratoire a été personnalisé pour évaluer l'efficacité énergétique du compactage de matériaux granulaires utilisant un vibrofonceur. Durant le processus de compactage, la croissance de la densité a été dérivée par la continuité du déplacement vers le bas de la plaque vibrante avec l'appui constant d'une masse de matériaux granulaires contenus dans un moule standard de compactage (Proctor). L'énergie utilisée durant le processus de compactage est estimée par le produit du temps écoulé pour le compactage et la puissance de l'impact évaluée par le fabricant du vibrofonceur. La représentation graphique de la masse volumique selon l'énergie cumulative consommée durant le test de compactage produit la courbe de croissance de la masse volumique. Un compactage écoénergétique est réalisé lorsque l'état souhaité de compacité est atteint en utilisant moins d'énergie. L'étude décrit une méthode d™essai en laboratoire qui a pour but d'évaluer la compactibilité ainsi que la densité maximale réalisable avec le processus de compactage avec vibration. Cette approche peut être utilisée en s'appuyant sur les pratiques de la construction du terrassement durable pour guider la sélection optimale des variables de compactage, telles que la fréquence vibratoire, la pression de confinement ou les caractéristiques de la couche.

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