NGF Meeting 7 April 2016

Transkript

1 NGF Meeting 7 April 2016 Korrelasjoner mellom V s og geoteknisk parametere i norske leirer Jean Sebastien L Heureux, NGI Mike Long, University College Dublin (UCD)

2 Bakgrunn Dimensjoneringskriterier mht. seismisk påvirkning i Eurokode 8 klassifiserer områder basert på V s av de øverste 30 m av jordprofilet (V s30 ). I veilederen til NS EN :2004+NA:2008: For vanlige NC leirer kan man estimere G max ved hjelp av: G max /s DSS u = /(I p /100) 2 For kvikkleire er det ideelt å måle G max enten i lab eller i direkte i felt. Inntil nok data blir samlet for å etablere en database som kan brukes for å estimere G max bør man bruke følgende: G max /s DSS u = 800 til 900 G max =ρ V s 2

3 Mål og hensikt Presentere retningslinjer og korrelasjoner for å hjelpe geoteknikere ved estimering av V s profil i norske leirer i fravær av stedsspesifikke data.

4 Outline Database and outline of techniques used Example of results Correlation with index parameters Link to CPTU Correlation between V s and s u Correlation between V s and 1D compression parameters Swedish clays Future trends / work

5 Databasen Total 28 test sites (+1 in UK) Metodene 7 SCPTU 5 CHT 4 SASW 28 MASW Høykvalitetsprøver Sherbrooke block eller mini block) med indeks og geotekniske egenskaper (treaks, DSS, CRS) CPTU

6 Invasive methods

7 Non-Invasive methods Surface waves (MASW)

8 Summary of soil properties in database

9 Sampling depth and OCR

10 Example of results Tiller

11 Esp NTNU Research area

12 Hvittingfoss

13 Sør-Østlandet Farriseidet Peat/organic

14 Trøndelag Sites with high V s at bottom of slopes OCR high

15 Onsøy (and all other sites) V sz = V sg + mz V sz = V s at depth z V sg = V s at ground level m = slope Idea from Teachavorasinskun and Lukkunaprasit (2004) for Bangkok clays

16 V sg and m also related to I p (as for Bangkok) but trend not as good

17 Swedish clays Refs. SGI Report 40, Varia 508, Andréasson, 1979, Wood 2015 Same scale as in previous plots

18 Norwegian and Swedish clays V sg directly realted to w and m related directly to w and for w < 40% > 17 kn/m 3 Otherwise minimum m at 3.5 to 4

19 Comparison with international clays Good fit. Merits more work

20 Korrelasjoner med indeksegenskaper V s related to v0 Similarly s u related to v0 Link V s to s u? See later

21 Normalised G max (g max ) g max G ' max m a

22 Korrelasjoner med CPTU

23 Korrelasjoner med CPTU data

24 Eksempel - Hvittingfoss De tre beste CPTU relasjoner for norske leirer er: q t e 0, q t B q, q net σ v0 ' w

25 Eksempel - Dragvoll

26 Korrelasjoner med udrenert skjærstyrke

27 Korrelasjoner med udrenert skjærstyrke

28 Irish glacial clays s u from triaxial tests on GeoborS cores and V s from MASW

29 Current approach conservative Ca. 20%

30

31 Korrelasjoner med 1D kompresjonsparametere

32

33 Oppsummering Utviklet flere empiriske korrelasjoner mellom in situ V s og grunnleggende jordparametere, CPTU parametere, udrenert skjærstyrke, og 1D kompresjonsparametere. Basert på resultatene fra regresjonsanalyser anbefaler vi bruk av empiriske relasjoner basert på CPTU data for den best estimat av in situ V s i norske leirer når in situ målinger av V s ikke er tilgjengelig. Relasjoner basert på udrenert skjærstyrke fra CAUC eller DSS tester kan også brukes i praksis. Relasjonene kan brukes til å evaluere V s fra en gitt jordegenskap, eller omvendt for å evaluere jordegenskaper fra V s. Kan også brukes for kontroll av andre tolkningsmetoder!

34 Recent developments and future work Ku, Mayne and Cargill (2013) Continuous shear wave velocity measurements via CPT testing using a special autoseis source whereby wavelets can be generated and recorded every 1 to 10 s.

35 Measurement V vh Bender Elements Unconfined sample Courtesy of Prof. D.DeGroot, UMass

36 Evaluation of sample quality from V s measurements V vh-field /V SCPTU BBC Block BBC Fixed Piston BBC Free Piston BBC SPT BBC Remolded Onsøy Block Onsøy Remolded Burswood Block Burswood Remolded Onsøy 76 mm Onsøy 54 mm Need to measure V s by seismic cone (SCPTU) or other in situ test method Courtesy of Prof. D.DeGroot, UMass e/e 0

37 Takk NGF (Stipend ) NGI forskningsprosjekt SP8 GEODIP finansiert av NFR Kollegaer ved NGI, NTNU, Multiconsult, SVV, APEX og UCD

38 Additional slides if needed for discussion session

39 MASW MASW (multi channel analysis of surface waves) MASW The wave of the future (Crice, 2005) Similar equipment and acquisition procedures as used in conventional seismic reflection surveys Multiple receivers allow easier isolation of noise NGI research site Museumparken, Drammen

40 Surface waves Seismic wave propagating along the surface Elliptical particle motion Wave used is the Rayleigh wave (largest amplitude)

41 MASW procedure (1) Generation of surface wave (2) Measure & (3) Record surface wave Low Frequency Geophones NORGES GEOTEKNISKE INSTITUTT NGI.NO

42 MASW analysis Use dispersive properties of soil velocity of propagation depends on frequency. High frequency near surface Low frequency affects deeper layers Dispersion curve (Careful!)

43 (4) Dispersion curve phase velocity wavelength

44 1. (5) Inversion of dispersion curve phase velocity V s frequency Depth 2. Software Surfseis or similar 3. Input phase velocity synthetic frequency 4. Synthetic curve field dispersion curve 5. V s updated until the synthetic = field curve

45 Bothkennar soft clay research site Very low degree of anisotropy All methods give more or less the same result

46 Offshore MASW

47 NORGES GEOTEKNISKE INSTITUTT