GEOTECHNICAL APPLICATION OF GAMMA RAY LOGGING IN THE TRENTON LIMESTONES OF THE SAINT-LAWRENCE PLATFORM (CENTRE BLOCK REHABILITATION PROJECT CASE STUDY)

ABSTRACT: For major construction projects involving excavations or tunneling in bedrock, a detailed stratigraphic and geo-structural model of the subsurface formations is required as input to geotechnical and structural design. A new approach has been developed to evaluate bedrock structure within Limestones of the Trenton group found in the St. Lawrence Platform, taking advantage of volcanic ash layers (K-bentonites) present within the geologic records. K-bentonite layers can be detected using gamma logging techniques in boreholes and provide specific stratigraphic marker horizons to identify geological discontinuities. The method is being applied in geotechnical assessments and design of Centre Block Rehabilitation (CBR) Project in Ottawa, Canada. This paper provides geological background on the origin and characteristics of K-bentonites, a summary of analytical methods for bedrock stratigraphic correlation and rock-mass structure evaluation, and commentaries on our latest findings.

RÉSUMÉ: Pour tous les grands projets de tunnel et d’excavation profonde dans le roc, la première étape consiste à établir un modèle stratigraphique et structural détaillé des formations souterraines qui sera ensuite utilisé pour la conception géotechnique et structurale. Une nouvelle approche qui tire parti de la présence de couches de cendres volcaniques - appelées K-bentonites - a été développée pour évaluer la structure du roc dans les calcaires du groupe de Trenton de la plate-forme du Saint-Laurent. Les lits de K-bentonite constituent des marqueurs stratigraphiques spécifiques qui peuvent être détectés en forage à l’aide de la diagraphie gamma et qu’on peut corréler pour identifier les discontinuités géologiques. La méthode proposée est actuellement utilisée dans le cadre des évaluations géotechniques pour le projet de réhabilitation du Centre Block (CBR) à Ottawa, Canada. Cet article rappelle le contexte géologique à l’origine des cendres volcaniques et les principales caractéristiques des lits de K-bentonite, présente les méthodes mises en œuvre pour recueillir et interpréter les données de diagraphie gamma et résume les principales informations obtenues dans le cadre du projet CBR.