Anomaly detection under roads by the multi modal analysis of Rayleigh waves (MMASW)

Bruno Paquet-Bouchard

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

Session: SOIL AND TERRAIN CHARACTERIZATION - IX Geophysical Methods

ABSTRACT: The problem of cavities beneath pavements adjacent to underground structures such as culverts is usually related to the soil erosion surrounding culverts that need to be replaced. The soil erosion results in the developing of cavities that generally propagates upwards to cause the collapse of the ground surface, thereby forming a crater in the road paving. The appearance of such craters in the pavement may cause public concerns and is, in fact, considered as hazard to the surrounding communities, especially where roads are experiencing heavy traffic. The use of surface waves for characterization of foundation soil under a paving is problematic given the difficulty to excite the ground through a rigid pavement. The method of Multi Modal Analysis of Surface Waves (MMASW) has been used by placing the source outside the road pavement to excite the underneath ground. The sensors are however placed on the surface of the pavement. This configuration has been examined on many roads throughout Quebec and has proven its effectiveness. This article presents and discusses the details of two case studies carried out on public roads where anomalies were detected using the MMASW technique. A drilling work has been then carried out by the Ministère de la mobilité durable (MTMDET) of Québec at the same places designated by the MMASW tests. The MTMDET drilling investigation revealed the nature of the abnormalities detected by MMASW technique and gives the information to make informed decision.

RÉSUMÉ: Le problème des cavités sous les routes près des ponceaux est généralement lié à l'érosion des sols autour des ponceaux en fin de vie utile. se traduit par la formation de cavités qui remontent vers le haut pouvant provoquer un effondrement à la surface, créant ainsi un cratère dans le pavage des routes. L'apparition du cratère dans la chaussée constitue un danger pour les utilisateurs, en particulier dans le cas des routes et autoroutes achalandées. L'utilisation des ondes de surface pour la caractérisation des sols de fondation sous un pavage est problématique étant donné la difficulté à exciter le sol à travers un pavage rigide. La méthode "Multi Modal Analyse des ondes de surface (MMASW)" est utilisé en plaçant les capteurs sur la surface du pavage et en excitant le sol à l'extérieur de celui-ci. Cette configuration a été testée sur de nombreuses routes à travers le Québec et a prouvé son efficacité. Cet article présente deux étude réalisés sur les routes où des anomalies ont été détectées par la technique MMASW. Les forages effectué par le (MTMDET) du Québec aux lieux désignés par la technique MMASW confirment la nature des anomalies détectées et donnent les informations pour prendre des décisions appropriées.

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Cite this article:
Bruno Paquet-Bouchard (2016) Anomaly detection under roads by the multi modal analysis of Rayleigh waves (MMASW) in GEO2016. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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