Measurement of earth pressures and effect of compaction in granular material

Haitao Lan

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

Session: FUNDAMENTALS - IV Soil & Rock Mechanics

ABSTRACT: Granular Material (like the material denoted Granular A in Ontario) is widely applied as backfill for buried infrastructure in North America and elsewhere. Any horizontal earth pressures induced during compaction can also be expected to influence the pipe deformations as well as the thrusts and moments that develop around the pipe circumference. This project investigated these properties for one particular well graded granular soil. In a series of compaction tests involving different compaction levels, two types of sensors (Talesnicks null gauges and Geokon earth pressure cells) were used to measure vertical and horizontal earth pressures. Relative displacement sensors were also buried during each compaction experiment in the West Test Pit at Queens University. For the first test, the soil was compacted in approximately 200mm lifts using two passes of the Wacker BPU3750 vibrating compactor, achieving average bulk unit weight of . In the second test, significantly more compaction energy was applied through the use of five passes of the same vibrating compactor, achieving average bulk unit weight of . In both cases, the stresses measured by the null sensors were higher to those obtained using conventional earth pressure cells, because arching effects are essentially eliminated by the null gauges. The tests show that additional horizontal stresses result from increased compaction, but those increases are significantly lower than those resulting from use of six different theories.

RÉSUMÉ: Le matériau granulaire (comme celui désigné Granular A en Ontario) est largement appliqué comme remblai pour les infrastructures souterraines en Amérique du Nord et ailleurs. La pression de terre horizontale induit lors de la compaction de sol peut également influencer les déformations des tuyaux ainsi que les forces et les moments qui se développent autour de la circonférence du tuyau. Ce projet a étudié ces propriétés pour un sol granulaire en particulier bien gradué. Dans une série d'essais de compactage impliquant différents niveaux de compactage, deux types de capteurs (cellules de pression de la terre incluant les jauges nulles de Talesnick et celle de Geokon) ont été utilisés pour mesurer les pressions de terre verticales et horizontales. Des capteurs de déplacement relatifs ont également été enterrés au cours s du compacteur vibrant Wacker BPU3750 avec une unité de poids en vrac moyenne de 21.7 kN / m3. Dans le deuxième test, beaucoup plus d'énergie de compactage a été appliquée par l'utilisation de cinq passages du même compacteur vibrant, atteignant une unité de poids en vrac moyenne de 22.6 kN / m3. Dans les deux cas, les pressions de terre mesurées par les capteurs nuls étaient supérieures à ceux obtenus en utilisant des cellules de pression de terre traditionnelle, parce que les effets arqués sont essentiellement éliminés par les jauges nulles. Les tests montrent que les pressions de terres horizontales supplémentaires sont causées par l'augmentation du niveau de compactage, mais sont moins élevé que les valeurs trouver en utilisant six théories différentes.

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Cite this article:
Haitao Lan (2016) Measurement of earth pressures and effect of compaction in granular material in GEO2016. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

@article{3772_0722113504,author = Haitao Lan,title = Measurement of earth pressures and effect of compaction in granular material,year = 2016}