The Piezo-electric Ring Actuator technique (P-RAT) – 16 years of progress

Mourad Karray, Guy Lefebvre, Kamal Khayat, Mahmoud N. Hussien, Ahmed Mhenni, Mohamed Ben Romdhane, Siwar Naji, Nancy Soliman, Deyab Gamal El-Dean, Ibrahim Lashin, Michael Ghali, Julien Anglade, Jerome Lapierre, Harlette Tchabacha, Walid Challouf, Yannic Éthier, Dania Elbeggo, Quentin Lecuru, Guillaume Dion

In the proceedings of: GeoSt. John's 2019: 72nd Canadian Geotechnical Conference

Session: Geotechnical Characterization

ABSTRACT: The shear wave velocity (Vs) has been widely recognized as a fundamental design parameter for soils subjected to dynamic loading. The past several decades have seen a significant increase in the use of shear wave velocity in geotechnical applications especially those involving earthquake ground response analysis, liquefaction potential, and soils characterization in terms of geotechnical and mechanical properties. Shear wave velocity can also be used to monitor the setting and hardening of cement-based materials and to characterize rigid materials (rock, concrete, etc.). Unlike conventional geotechnical parameters, the Vs can be measured either in-situ or in the laboratory on disturbed or undisturbed soil samples. However, only a limited number of laboratory methods are available to evaluate Vs of soils such as; the resonant column, the ultrasonic pulse, and the piezoelectric bender element. A new technique, Piezoelectric ring-actuator technique (P-RAT), has been developed in the geotechnical laboratory at the University of Sherbrooke. This technique can be incorporated into conventional apparatuses (e.g., oedometer, triaxial, and even resonant column). In contrast to the bender element technique, the P-RAT can be used to measure Vs of rigid materials since the method obviates penetrating any sensor into the tested specimen. This paper presents a description of the P-RAT developed and improved over the last 16 years at the University of Sherbrooke. Several P-RAT results of various conducted applications during these years are also presented. The exhibited examples demonstrate the superiority, versatility, and the broad applicability of the P-RAT in civil engineering.

RÉSUMÉ: La vitesse des ondes de cisaillement (Vs) a été reconnue comme un paramètre fondamental la conception des sols soumis à une charge dynamique. Au cours des dernières décennies, l'utilisation de la vitesse des ondes de cisaillement dans les applications géotechniques a considérablement augmenté, notamment dans les domaines de l'analyse de la réponse des sols au séisme, du potentiel de liquéfaction et de la caractérisation des sols en matière de propriétés géotechniques et mécaniques. La vitesse des ondes de cisaillement peut également être utilisée pour suivre le murissement et le durcissement des matériaux à base de ciment, ainsi que pour caractériser les matériaux rigides (des roches, des bétons, etc.). Contrairement aux paramètres géotechniques conventionnels, la Vs peut être mesurée in situ ou en laboratoire sur des échantillons de sol reconstitués ou non intacts. Cependant, seules un nombre limité de méthodes de laboratoire sont disponibles afin de mesurer Vs des sols tels que ; la colonne résonante, le test des impulsions ultrasonores et le test de l'élément bilames piézoélectriques une nouvelle technique, la technique des anneaux piézoélectriques (P-RAT) a été mise au point dans le laboratoire de géotechnique de l'université de Sherbrooke. Cette nante). Contrairement à la technique de l'élément bilames piézoélectriques, le P-RAT peut être utilisé pour mesurer les Vs de Cet article présente une description de la technique P-RAT développée et améliorée au cours des 16 dernières années à l'université de Sherbrooke. Plusieurs résultats de P-RAT de diverses applications effectuées au cours de ces années sont également présentés. Les exemples exposés démontrent la supériorité, la polyvalence et la grande applicabilité du P-RAT en génie civil.

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Mourad Karray; Guy Lefebvre; Kamal Khayat; Mahmoud N. Hussien; Ahmed Mhenni; Mohamed Ben Romdhane; Siwar Naji; Nancy Soliman; Deyab Gamal El-Dean; Ibrahim Lashin; Michael Ghali; Julien Anglade; Jerome Lapierre; Harlette Tchabacha; Walid Challouf; Yannic Éthier; Dania Elbeggo; Quentin Lecuru; Guillaume Dion (2019) The Piezo-electric Ring Actuator technique (P-RAT) – 16 years of progress in GEO2019. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

@article{Geo2019Paper434,author = Mourad Karray; Guy Lefebvre; Kamal Khayat; Mahmoud N. Hussien; Ahmed Mhenni; Mohamed Ben Romdhane; Siwar Naji; Nancy Soliman; Deyab Gamal El-Dean; Ibrahim Lashin; Michael Ghali; Julien Anglade; Jerome Lapierre; Harlette Tchabacha; Walid Challouf; Yannic Éthier; Dania Elbeggo; Quentin Lecuru; Guillaume Dion,title = The Piezo-electric Ring Actuator technique (P-RAT) – 16 years of progress ,year = 2019}