Pore pressure equalization of piezometers in compressible soils
Authors: Premchitt J. , Brand E. W. 
Published: October 2009

This Paper examines the process of pore pressure equalization in soil piezometer systems which is governed by the shape factor F of the piezometer, the volume factor V of the measuring system, and the coefficients of permeability and consolidation k and c of the soil. Gibson (1963) obtained a theoretical solution for a spherical piezometer of radius a in a compressible soil in terms of the dimensionless parameter μ(= 4πa3 m/V) and T(= ct/a2), and this solution was used by the Authors to establish the response-time relationships for a wide range of μ values. These theoretical relationships were verified against those obtained by means of a finite difference method, which was also used for a brief examination of the transient distribution of pore pressure during the equalization process; the radius of influence was found to be a function of the parameter µ. On the basis of Gibson's theory, a greatly simplified procedure was devised for the inter-pretation of the equalization process to enable the soil properties k and c to be determined directly by the use of an Equalization Chart. An experimental programme of equalization tests was carried out on a range of piezometers of different shapes and sizes embedded in clay specimens and connected to a number of measuring systems of different volume factors. Interpretation of the test results by an Equalization Chart provided verification of Gibson's theory and illustrated the usefulness of equalization tests for in situ measurement of k and c.

Cet article examine le processus d'étgalisation de la pression interstitielie dans des piézométres in situ, processus régi par le facteur de forme F du piézométre, le facteur de volume V du systéme de mesure et les coefficients de perméabilité et de consolidation k et c du sol. Gibson (1963) a obtenu une solution théorique pour un piézométre sphérique de rayon a dans un sol compressible, en fonction du paramétre adimensionnel μ(= 4πa3 m/V) et T(= ct/a2); cette solution a été utilisée par les auteurs pour établir les relations répose-temps pour une large gamme de valeurs μ. Ces relations theoriques ont été vérifiées avec les relations obtenues au moyen d'une méthode de différences finies qui également été utilisée pour un examen sommaire de la distribution transitoire de la pression interstitielle au tours du processus d'égalisation; les résultats ont montré que le rayon d'influence était unc fonction du paramétre μ. Sur la base de la théorie de Gibson. une méthode extrêmement simplifiée a été élaborée pour l'interprétation du processus d'égalisation pour permettre de déterminer les propriétés du sol k et c directement par le moyen d'un Diagramme d'Egalisation. Un programme expérimental d'essais d'égahsation a été réalisé; les essais portaient sur toute une gamme de piézométres de différentes formes et dimensions, encastrés dans des spécimens d'argile et relies a un certain nombre de systèmes de mesure de facteurs de volume différents. L'interprétation des résultats des essais, réalisée au moyen d'un Diagramme d'Egalisation, a permis de vérifier la théorie de Gibson et de démontrer l'utilité des essais d'égahsation pour la mesure in situ de k et c.