Measurement of pore water pressure in saturated sand during deep vibro compaction

Abstract

The role of different mechanisms responsible for the rearrangement of soil particles during deep vibro compaction (vibroflotation) is an extensively discussed subject. Nevertheless, the literature remains inconclusive on this topic. In different scientific papers, a temporary decrease of shear strength due to excess pore pressure (soil liquefaction) or a specific grain acceleration (soil fluidization) are pointed out as crucial reasons for the compaction effect. Large-scale experimental field tests were realized on a construction site to understand the subsoil processes during deep vibro compaction better. Special tests were designed and carried out to disclose the role of the mechanisms leading to the compaction effect. In these experiments, pore water pressure measurements were executed during the vibrocompaction process using a CPTu cone positioned close to the compaction device. The tests were realized in homogenous reclaimed sand fill, under fully saturated conditions. This paper focuses on the experiments wherein pore water pressure measurements were conducted. The testing concept and the test procedure are presented. Furthermore, the registered pore water pressure is compared to the vibrocompaction process parameters. Based on the test results, the mechanisms linked to the compaction effect are pointed out.

Le rôle des différents mécanismes aboutissant à un réarrangement des particules de sol durant travaux de vibrocompactage (vibroflotation) est sujet à de nombreuses discussions. Cependant, la littérature ne fournit pas de conclusions nettes sur le sujet. Dans différentes publications scientifiques, les raisons principales citées pour expliquer l’effet de densification sont la diminution temporaire de la résistance au cisaillement du fait de l’augmentation de la pression interstitielle (liquéfaction du sol) ou une accélération spécifique des particules (fluidification du sol). Des essais expérimentaux en vraie grandeur ont été mis en œuvre sur un site de construction pour mieux comprendre les mécanismes en jeu dans le sol lors du vibrocompactage. Des essais ont été développés et mis en œuvre pour différencier le rôle des différents mécanismes menant à une densification du sol. Dans le cadre de ces essais, des mesures de pressions interstitielles ont été effectuées pendant le processus de vibrocompactage à l’aide d’un cône CPTu positionné à proximité du dispositif de compactage. Ces essais ont été réalisés dans un remblai sableux homogène sous conditions saturées. La présente publication se concentre sur les essais comprenant des mesures de pressions interstitielles. Le concept et la procédure des essais sont présentés. La pression interstitielle enregistrée est analysée selon les paramètres de vibrocompactage. Les résultats des essais mettent en lumière les mécanismes liés à l’effet de compactage.