Integrating geological and geotechnical variability to develop a probabilistic 3D shear-wave velocity model for postglacial soils in Saguenay, Quebec

Mohammad Salsabili, Ali Saeidi, Alain Rouleau, Miroslav Nastev

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoCalgary 2022: 75th Canadian Geotechnical Conference

Session: W2

RÉSUMÉ: Une approche probabiliste est proposée pour intégrer des informations géologiques et géotechniques dans le développement d'un modèle 3D de vitesse d'onde de cisaillement et l'évaluation des incertitudes associées. La méthode est appliquée au territoire du Saguenay, où la géologie du sous-sol est hétérogène et les sédiments sont variés en épaisseur et en rigidité. Un modèle géologique 3D des dépôts non consolidés est d’abord développé à l'aide d'interpolations géostatistiques et de simulations d'indicateurs séquentiels. Des tests de pénétration de cône sismique sont ensuite effectués pour développer des corrélations empiriques CPT-Vs et Vs-profondeur spécifiques au site pour les sédiments postglaciaires. Les analyses de régression non linéaire sont effectuées sur la base des types de sol incorporant la résistance et la profondeur de la pointe du cône pour les sols argileux et sableux. La distribution 3D finale de Vs est estimée en combinant les corrélations Vs -profondeur avec la probabilité d'occurrences de type de sol. De plus, l'incertitude propagée est quantifiée en intégrant la variance de simulation du modèle géologique probabiliste et la variance statistique des corrélations Vs -profondeur.

ABSTRACT: A probabilistic approach is proposed for integrating geological and geotechnical information into the development of a 3D shear-wave velocity model and assessing the associated uncertainties. The method is applied to the Saguenay region, where subsurface geology is heterogeneous and soil sediments are varied in thickness and stiffness. A 3D geological model of the unconsolidated deposits is first developed using geostatistical interpolations and sequential indicator simulations. Seismic cone penetration tests are then conducted to develop site-specific empirical CPT-Vs and Vs-depth correlations for postglacial sediments. Nonlinear regression analyzes are conducted based on the soil types incorporating the cone tip resistance and depth for clay-like and sand-like soils. The final 3D distribution of Vs is estimated by combining the Vs-depth correlations with the likelihood of soil type occurrences. Additionally, propagated uncertainty is quantified by integrating the simulation variance of the probabilistic geological model and the statistical variance of the Vs-depth correlations.

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