Applicability of the fully grouted piezometer installation method for transient seepage conditions

ABSTRACT: The use of the fully grouted method (FGM) to install and backfill vibrating wire piezometers has been growing in popularity. Published modelling results from finite element seepage analyses under steady state conditions show the range of grout/soil permeability ratios under which the FGM is considered reliable. There is limited published literature with comparisons between the results of field installations using the FGM and the traditional sandpack with bentonite chip seal method. The earlier published data that formed the basis for widespread adoption of the FGM did not consider situations where transient porewater pressures resulting from application of external stresses (e.g. embankment construction) are induced in a low permeability layer, and there are a range of soil and transient seepage conditions under which the fully grouted installation method may not provide reliable results. This paper reports the results of transient finite element analyses of fully grouted installations in low permeability clay layers where there are adjacent higher permeability soil layers, and provides additional insight into the applicability and limitations of the FGM. The results of several parallel installations using the FGM and the traditional sandpack with bentonite chip seal method are also reported to provide empirical reference cases.

RÉSUMÉ: L'utilisation de la Méthode entièrement injecté (MEI) avec coulis de ciment pour l’installation des piézomètres à corde vibrante a gagné en popularité. Plusieurs articles appuyés par des résultats de modélisation par éléments finis d'analyses d’écoulement qui assume des conditions en régime permanent présentent la plage de rapports de perméabilité coulis / sol dans laquelle la MEI est considérée comme fiable. Peu d’articles ont été publiés comparant à l’aide de données de terrain la MEI et la méthode traditionnelle d’installation qui emploie une lanterne de sable et des bouchons de bentonite. Les données initialement publiées, qui ont conduit à l'adoption répandue de la MEI, ne tenaient pas compte des situations dans lesquelles des pressions interstitielles transitoires provenant de l'application de contraintes externes (c.-à-d. la construction d’une digue) sont induites dans une couche à faible perméabilité. Il existe des sols et des conditions d’écoulement transitoires pour lesquelles la MEI ne pourrait pas fournir des résultats fiables. Cet article présente des résultats d'analyses par éléments finis lorsque la MEI est utilisée en régime transitoire dans des couches d'argile à faible perméabilité adjacentes à des couches de sol de perméabilité supérieure. L’article précise certaines conditions d'applicabilité et limites de la MEI. Les résultats de plusieurs installations parallèles utilisant la MEI et la méthode d’installation traditionnelle sont également inclus comme cas de référence empiriques.