Multistage Triaxial Compression Tests On Niagara Queenston Shale

S. Micic

In the proceedings of: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: INFRASTRUCTURE - III Pipelines & Tunnels

ABSTRACT: This paper examines the behaviour of Queenston shale from southern Ontario in lubricant fluids (LFs) used in micro-tunnelling applications such as bentonite and polymer solutions. The time-dependent deformation (TDD), the strength, and depth of fluid percolation into the Queenston shale were investigated. Swelling tests were performed on the Queenston shale to investigate their time-dependent deformation in LFs. Strength tests were performed on Queenston shale samples soaked in water and LFs for 100 days. Samples were tested in Brazilian split test, unconfined compression test, and the triaxial compression test. To investigate the depth of fluids influence into the Queenston shale, a test set up was developed to apply water and LFs under a pressure similar to field conditions in micro-tunnelling applications. Results showed that LFs have a considerable influence on the time-dependent deformation behaviour and strength of Queenston shale, and their rate of percolation was found to be different than water. Compared to other fluids used, the polymer solution reduces TDD of Queenston shale during the construction period, reduces shale strength degradation, and limits these negative effects to a shallower depth.

RÉSUMÉ: Le comportement de Queenston schiste dans le sud de l'Ontario dans les fluides lubrifiants (EFT) à savoir la bentonite et de polymère solutions utilisées dans les micro-applications de tunnels a été examinée. Dans cette recherche, la déformation en fonction du temps (TDD), la force et la profondeur de la percolation de fluide dans le schiste Queenston ont été étudiés. Un ensemble complet de tests de gonflement ont été réalisées sur le schiste Queenston pour étudier leur TDD dans LFS. Une deuxième série de tests de résistance ont été effectués sur des échantillons de schiste Queenston trempés dans l'eau et LFs pendant 100 jours. Les échantillons ont été testés dans l'essai brésilien split, test de compression simple, et le test de compression triaxial. Pour étudier la profondeur des fluides influence dans le Queenston Shale, une installation de test a été développé pour appliquer de l'eau et de l'EPA sous une pression similaire au champ dans des applications micro-tunnels. Il a été révélé que les PR ont une influence considérable sur le comportement de déformation en fonction du temps, et la force du schiste Queenston, et leur taux de percolation a également été trouvé pour être différent de celui de l'eau. La solution de polymère peut être utilisé dans des applications micro-tunnel pour réduire la DRT des schistes Queenston au cours de la période de construction, et peut provoquer une diminution relativement faible de leur force, à l'intérieur de la profondeur plus courte par rapport à d'autres fluides utilisés.

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