Predicting Soil Strength using Electrical Resistivity Measurements in Clays

RÉSUMÉ: Cet article présente une étude expérimentale qui étudie les effets de l'historique des contraintes et de la minéralogie sur l'utilisation de la résistivité électrique pour prédire la résistance du sol. Des études expérimentales récentes montrent que la résistivité électrique, ρ, est prometteuse pour prédire la résistance au cisaillement non drainé, Su, pour un type de sol donné dans les mêmes conditions (par exemple, fluide interstitiel et historique des contraintes). Lors de l'utilisation de ρ dans l'étude des sédiments du fond marin, les effets de la variabilité naturelle du sol, tels que les différentes histoires de contraintes et les compositions minérales, doivent être pris en compte. Cette étude utilise une configuration triaxiale spéciale qui peut mesurer la résistance électrique, R, à n'importe quel stade d'un test consolidé non drainé sur des échantillons d'argile reconstituée, qui est utilisé pour calculer la résistivité électrique des échantillons d'argile. Plusieurs tests triaxiaux sont effectués sur des échantillons d'indices de plasticité (PI) et d'histoires de contraintes variables (représentés par le rapport de surconsolidation, OCR). Les résultats fournissent une corrélation de Su relative à ρ, PI et OCR, ce qui est utile dans les applications de génie géotechnique où la détermination de la résistance du sol à l'aide de méthodes géophysiques est une option.

ABSTRACT: This paper presents an experimental study that investigates the effects of stress history and mineralogy on the use of electrical resistivity to predict soil strength. Recent experimental studies show that the electrical resistivity, ρ, is promising in predicting the undrained shear strength, Su, for a given soil type under the same conditions (e.g., pore fluid and stress history). When employing ρ in surveying seabed sediments, the effects of natural variability in the soil, such as different stress histories and mineral compositions, need to be addressed. This study utilizes a special-made triaxial setup that can measure the electrical resistance, R, at any stage of a consolidated undrained test on reconstituted clay samples, which is used to calculate the electrical resistivity of the clay samples. Multiple triaxial tests are performed on specimens of varying plasticity indices (PI) and stress histories (represented by the overconsolidation ratio, OCR). The results provide a correlation of Su relating to ρ, PI, and OCR, which is useful in geotechnical engineering applications where the determination of soil strength using geophysical methods is an option.