PERFORMANCE OF FULLY GROUTED PIEZOMETERS SUBJECTED TO TRANSIENT FLOW CONDITIONS

Vahid Marefat, François Duhaime, Robert P. Chapuis

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

Session: Groundwater / Eaux souterraines

ABSTRACT: Piezometers can be installed within clay layers with either the fully grouted or traditional method. With fully grouted piezometers, there is no sand filter around the piezometer and the borehole is grouted completely after having positioned the transducer. Advocates of this method claim that it has the following advantages: no risk of failure for the sand pack of deep wells, ease of installation, and reduced installation costs, especially from the opportunity to install several piezometers and geotechnical instruments within the same borehole. This paper presents a numerical model using the finite element code SEEP/W to assess the performance of a fully grouted piezometer under transient flow condition. The results indicate that the fully grouted transducer provides representative pore pressure data, without producing a significant piezometric error, when the permeability contrast between grout and surrounding clay is between 10-1 and 10. For a grout with a much lower permeability than the surrounding clay, the cement-bentonite grout should be stiffer than the clay to provide representative pore pressure data.

RÉSUMÉ: Les piézomètres peuvent être installés dans les couches d™argile avec la méthode traditionnelle ou avec un scellement complet. Avec la méthode du scellement complet, il n™y a pas de filtre granulaire autour du piézomètre et le forage est entièrement scellé après avoir mis en place le capteur. Les partisans de cette méthode affirment qu™elle a les avantages suivants : aucun risque de rupture pour les filtres granulaires des puits profonds, une facilité d™installation et des coûts d™installation réduits, particulièrement en raison de la possibilité d™installer plusieurs piézomètres et instruments géotechniques dans le même forage. Cet article présente un modèle numérique basé sur le code d™éléments finis SEEP/W pour évaluer les performances des piézomètres complètement scellés en présence d™un écoulement transitoire. Les résultats indiquent que les capteurs complètement scellés fournissent des pressions interstitielles représentatives, sans introduire une erreur piézométrique significative, lorsque le rapport entre les perméabilités du matériau de scellement et de l™argile environnante est entre 10-1 et 10. Pour un matériau dont la perméabilité est beaucoup plus faible que celle de l™argile du dépôt, le mélange de ciment-bentonite doit être plus rigide que l™argile pour fournir des valeurs représentatives de la pression interstitielle.

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