Characterization of muskeg soils for soil-pipe interaction analysis – Some preliminary findings

Jennifer Liu, Dharma Wijewickreme, Bill Liu, Ilmar Weemees

In the proceedings of: GeoEdmonton 2018: 71st Canadian Geotechnical Conference; 13th joint with IAH-CNC

Session: Peats and Soft Soils

ABSTRACT: Muskeg soil is geo-material that possess low density, stiffness, and strength, which could lead to concerns for pipelines placed in these soils. For example, buckling caused by thermally-induced large deformations in pipelines buried in muskeg (organic) soils is identified as concern of stress concentration due to the low restraint between the pipe and the surrounding soil at locations of pipe direction changes such as bends. Engineering design of buried pipelines in such materials is challenging due to a lack of understanding of the mechanical behavior of the organic soil itself. In turn, this lack of understanding has led to the absence of solid design guidelines for assessing soil-pipe interaction in organic soils in the current practice. As a part of a research program undertaken to advance the knowledge on this subject, a range of geotechnical field investigations including seismic cone penetration testing (SCPTu), ball penetrometer testing (BCPT), electronic field vane shear test (eVST), and full displacement pressuremeter testing (PMT) were undertaken at a muskeg soil site. This paper presents the initial findings from the completed work.

RÉSUMÉ: Le sol muskeg est un géo-matériau qui possède une densité, rigidité et résistance faibles, ce qui pourrait poser des problèmes pour les pipelines placés dans ces sols. Par exemple, le flambage causé par des grandes déformations thermiques dans les pipelines dans les sols muskeg (organique) est considéré une préoccupation liée à la concentration des contraintes due à la faible retenue entre le pipeline et le sol aux changements de direction du pipeline, comme les coudes. La conception technique des pipelines enfouis dans ces matériaux est difficile en raison d'un manque de compréhension du comportement mécanique du sol organique lui-même. À son tour, ce manque de compréhension a conduit à l'absence de lignes directrices de conception solides pour évaluer l'interaction sol-pipe dans les sols organiques dans la pratique actuelle. Dans le cadre d'un programme de recherche entrepris pour approfondir les connaissances sur ce sujet, une série d'études géotechniques incluant les pénétrations des cônes sismiques (SCPTu), le test de pénétromètre à balle (BCPT), le test girouette de cisaillement électronique (eVST), et le test pressiomètre à déplacement complet (PMT) ont été effectués dans un site de sol muskeg. Cet article présente les premiers résultats du travail achevé.

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