Use of CPTU to estimate consolidation properties of transitional soils

Abstract

Killerin konsolidasyon özelliklerinin tahmin edilmesi, önerilen yapısal yükleme kapsamında gerilme artışlarından dolayı meydana gelecek konsolidasyon analizinin önemli bir adımıdır. Konsolidasyon analizi, örselenmemiş numuneler üzerinde gerçekleştirilen bir dizi geleneksel kademeli yüklemeli (IL) konsolidasyon testinin sonuçlarını gerektirir. Örselenmemiş numunelerin alınması ve laboratuvara taşınması özel dikkat gerektirir. Ek olarak, laboratuvarda numune hazırlama sırasında da numuneleri örseleyecek eylemlerden uzak durulmalıdır. Test sonuçlarının örselenmiş numuneler üzerinde yorumlanması, güvenilir olmayan konsolidasyon oturması tahminlerine yol açmaktadır. Numune alma ve laboratuvar testleri sırasında olası numune örselenmesinin önüne geçmek ve killerin konsolidasyon özelliklerini tahmin etmek için arazi test teknikleri kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında boşluk suyu basıncı ölçümleri yapan koni penetrasyon testleri (piezocone testleri, CPTu) kullanılarak killerin konsolidasyon özelliklerinin tahmin edilmesi değerlendirilmiştir. Koni penetrasyon testi (CPTu) test sonuçları kullanılarak killerin konsolidasyon özelliklerinin tahmin edilmesine ilişkin mevcut literatür gözden geçirilmiştir. Kuzey Marmara Otoyolu (KMO) projesi tarafından Km 223 ile Km 251 arasındaki 6. kesim boyunca geoteknik arazi karakterizasyonu için kapsamlı CPTu test programı yürütülmüştür. Bu kesimde inşa edilen karayolu güzergahı killi siltler, siltli killer ve siltler gibi geçiş zeminlerinden (transient soils) oluşmaktadır. CPTu testine ek olarak, tasarım ekibi tarafından kapsamlı laboratuvar konsolidasyon test programı gerçekleştirilmiştir. CPTu testleri ve buna ek olarak gerçekleştirilen laboratuvar artımlı yükleme (IL) konsolidasyon testlerinin sonuçları vaka analizi olarak kullanılmıştır. CPTu'nun ödometre modülü, gerilme tarihçesi ve önsolidasyon basıncını tahmin etmedeki etkinliğinin değerlendirilmesi için CPTu test sonuçları ile laboratuvar IL konsolidasyon test sonuçları karşılaştırılmıştır. Mevcut denklemlerin performansını iyileştirmek için ek regresyon analizleri yapılarak geçiş zeminleri için denklemler önerilmiştir.Estimating consolidation properties of clays is an important step of the consolidation analysis under the proposed structural loading. The settlement analysis requires results of a series of conventional incremental loading (IL) consolidation tests performed using undisturbed samples. Collecting the undisturbed samples and transporting them to a geotechnical laboratory requires special attention not to disturb the soil samples. In addition, the care must be taken during the specimen preparation in the laboratory. The interpretation of the test results on the disturbed samples leads unreliable settlement predictions. In-situ soil testing techniques have been used to estimate the consolidation properties of clays to overcome the potential sample disturbance during sampling, transportation, and laboratory testing. Estimating consolidation properties of clays using cone penetration test with pore pressure measurements, piezone tests (CPTu) is evaluated in this study. A historical review of the existing literature on estimating consolidation properties of clays using cone penetration test (CPTu) test results was reviewed. The extensive CPTu testing program carried out by the Northern Marmara Highway (KMO) project for in-situ soil characterization along the Region 6 of the KMO between Km 223 and Km 251. The highway route along this region goes through transitional soils such as clayey silts, silty clays and silts. In addition to CPTu testing, extensive laboratory consolidation testing program were performed by the KMO design team. The CPTu tests and the results of conventional laboratory consolidation tests used as a case study. Evaluation of the effectiveness of CPTu to predict the constrained modulus, the stress history and preconsolidation stress, was accomplished by comparing the CPTu test results and laboratory incremental loading consolidation test results. To improve the predictive performance of the existing equations, additional regression analyses was performed, and equations proposed for transitional soils.