NOVEL EVALUATION OF BENDER RESPONSE IN SAND SPECIMENS USING A LASER VIBROMETER

Muhammad Irfan, Giovanni Cascante, Dipanjan Basu, zahid khan

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

Session: Laboratory Testing III / Essais en laboratoire III

ABSTRACT: Bender elements (BE) are used to measure the shear-wave velocity of soils in many geotechnical laboratories worldwide. Despite its popularity, the method remains without a standard procedure, mainly because of the difficulties in controlling the actual behavior of the BE inside the soil specimen. Previous studies have monitored and/or simulated the behavior of BE, finding evidence that the actual transmitter movement is not equal in shape and frequency content of the electrical signal used as excitation. However, this is not supported by any direct measurements of BE transmitter vibrations. In this study, a transparent soil is used in conjunction with a laser vibrometer to obtain actual BE transmitter movements in the transparent soil. Measurements of transmitter BE are obtained in air and in transparent soil under five different stresses. Results show that the BE response in air with a sine pulse excitation resembles the response of a single-degree-of-freedom (SFOD) system. However, the BE response in soil is significantly different with the same excitation. Moreover, the BE response in the transparent soil shows an unexpected variation in amplitude with increase in stress; whereas, there is an increase in frequency of vibration that is consistent with the increase in the medium stiffness.

RÉSUMÉ: Les «elements bender» (BE) sont utilisés pour mesurer la vitesse de propagation des ondes de cisaillement à faible déformation dans les sols dans de nombreux laboratoires à travers le monde. Malgré sa popularité, cette méthode ne possède pas de procédure normalisée, principalement à cause des difficultés rencontrées dans le contrôle du comportement des BE échantillon. Des études expérimentales et analytiques précédentes ont mesuré et/ou mesures directes du comportement des transmissions des BE dans un échantillon de sol. Dans la présente étude, un sol granuleux transparent est utilisé avec un laser vibromètre pour obtenir les transmissions de mouvement des BE dans échantillon de sol transparent. Les mesures des tratransparent sous cinq pressions verticales différentes, à une pulsation sinusoïdale, liberté (SFOD). Cependant, la réponse des BE dans le sol avec la même excitation est significativement différente. De plus, la réponse des BE dans le sol transparent démontre une variation en amplitude et une augmentation de la fréquence de vibration avec augmentation de la pression de confinement.

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