Towards understanding the particle fabric of silt - Assessment of laboratory specimen uniformity

ABSTRACT: Previous laboratory monotonic and cyclic shear testing have shown that the soil fabric has a significant influence on the behavior of natural silts. Recent advances in X-ray micro-computed tomography (m-CT) have allowed for non-destructively imaging smaller-grained particulate specimens. A research program has been undertaken to investigate particle fabric of silts by 3D imaging of Fraser River silt specimens. Based on the initial investigations, a soil specimen having a maximum diameter of 5-mm has been considered suitable for imaging silt particles. An important experimental consideration is to assess whether the 5-mm cross-sectional dimension specimens would adequately represent the soil particle fabric of the typical soil sample size employed in geotechnical testing. X-ray m-CT imaging was conducted on 5-mm sub-samples obtained from a relatively larger 75-mm diameter laboratory "baseline" sample that was reconstituted using slurry deposition technique, and one-dimensionally consolidated to 200 kPa. When quantitatively compared, the fabrics observed from the imaging of the several 5-mm sub-samples were found to be similar.

RÉSUMÉ: Des essais de cisaillement monotones et cycliques antérieurs en laboratoire ont montré que la structure du sol a une influence significative sur le comportement des limons naturels. Les progrès récents de la tomodensitométrie à rayons X (μ-CT) ont permis d'obtenir une imagerie non destructive d'échantillons de particules à grains plus petits. Un programme de recherche a été entrepris pour étudier la structure des particules de limon par imagerie 3D de spécimens de limon du fleuve Fraser. Sur la base des premières investigations, un échantillon de sol d'un diamètre maximum de 5 mm a été considéré comme approprié pour l'imagerie des particules de limon. Une considération expérimentale importante est d'évaluer si les échantillons de dimension transversale de 5 mm représenteraient adéquatement le tissu de particules de sol de la taille d'échantillon de sol typique utilisée dans les essais géotechniques. L'imagerie par rayons X μ-CT a été réalisée sur des sous-échantillons de 5 mm obtenus à partir d'un échantillon « de base » de laboratoire de 75 mm de diamètre relativement plus grand qui a été reconstitué à l'aide de la technique de dépôt en suspension et consolidé de manière unidimensionnelle à 200 kPa. Lorsqu'ils sont comparés quantitativement, les tissus observés à partir de l'imagerie de plusieurs sous-échantillons de 5 mm se sont avérés similaires.