Use of shear wave velocity to assess liquefaction potential of silty till along the new Champlain Bridge Project Corridor in Montreal

Mourad Karray, Mahmoud N. Hussien, Betegard Jeudy, Mohamed Chekired, Simon Grenier

In the proceedings of: GeoOttawa 2017: 70th Canadian Geotechnical Conference; 12th joint with IAH-CNC

Session: Seismiscity

ABSTRACT: A substantial amount of knowledge on liquefaction of sandy and silty soils has been accumulated over the past 50-years, which has led to typical procedures to assess the liquefaction susceptibility based on laboratory and field tests. However, one of the major challenges in evaluating the liquefaction potential of a soil layer is the limitation in obtaining undisturbed soil specimens to be tested in the laboratory. In this paper, a comprehensive laboratory tests are conducted to examine the possibility of using the laboratory established Vs1-e correlation (where Vs1 is the stress-normalized shear wave velocity) as a reference to reconstitute soil specimens at dynamic characteristics comparable to those experienced in the field and thus assessing their liquefaction potential directly. Vs measurement through P-RAT tests are conducted first on silty soil samples extracted from the new Champlain Bridge corridor site and remolded at different void ratios. These tests are used to construct the Vs1-e relationships that could be utilized to reconstitute silt specimens that undergo a series of cyclic combined triaxial shear tests (TxSS) to assess their dynamic characteristics. The experimental results show that shear wave velocity is an effective parameter to be used as a reference to assess soil liquefaction potential in particular and to link the soil behavior under real and controlled conditions, in general.

RÉSUMÉ: Une importante connaissance de la liquéfaction des sols sableux et silteux a été accumulée au cours des 50 dernières années, ce qui a conduit à des procédures typiques pour évaluer la susceptibilité à la liquéfaction en se basant sur des essais en laboratoire et sur le terrain. Cependant, l'un des principaux défis dans l'évaluation du potentiel de liquéfaction d'une couche de sol est la limitation dans l'obtention de spécimens de sol non remaniés à tester en laboratoire. Dans cet article, des essais de laboratoire sont effectués pour examiner la possibilité d'utiliser la corrélation Vs1-e établie en laboratoire (où Vs1 est la vitesse de l'onde de cisaillement normalisée) comme référence pour reconstituer les spécimens du sol à des caractéristiques dynamiques comparables à celles mesurées in situ et donc évaluer directement leur potentiel de liquéfaction. La mesure de Vs à P-RAT est effectuée en premier lieu sur des échantillons de till silteux prélevés le long du Projet de corridor du nouveau Pont Champlain à Montréal et reconstitués à différents indices de vides. Ces tests sont utilisés pour construire les relations Vs1-e qui pourraient être utilisées pour reconstituer des éprouvettes de silt qui sont soumises à une série de cisaillement cycliques en condition triaxiale (TxSS) pour évaluer leurs caractéristiques dynamiques. Les résultats expérimentaux montrent que la vitesse de l'onde de cisaillement est un paramètre clé à utiliser comme référence pour évaluer en particulier le potentiel de liquéfaction du sol et pour relier le comportement réel du sol à celui dans des conditions contrôlées.

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