bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
State of the art in deep mixing technology. Part IV:design considerations
Authors: Porbaha A.
Published: November 2009

This paper examines various issues related to analysis and design of deep mixing (DM) technology. The significance of site characterization in cost-effective design is highlighted, along with major design considerations, design principles based on the allowable-stress or limit state approach, and methods to analyse composite ground. In addition, a comprehensive design methodology is outlined, incorporating various modes of external and internal failure and an optimization scheme. Empirical equations and coefficients are provided to be used in the analysis of composite ground. Guidelines and design examples are provided for special applications of DM to support open cuts, to maintain embankment stability, to prevent base heave during excavation and for seepage control for dams and levees using DM cut-off walls. Further discussions are presented of deformation characteristics on the basis of centrifuge and field tests, settlement analysis and finiteelement analysis, coupled with an outline of research needs in terms of the analytical aspects of DM.

Cet exposés'intéresse aux différents aspects liés aux analyses et aux calculs en technologie de mixage profond (DM). Nous soulignons l'importance de la caractérisation du site pour la rentabilitéde la conception; nous soulignons aussi d'autres facteurs importants dans le calcul, entre autres les principles de conception basés sur la méthode de contrainte admissible ou d'état limite, et les méthodes pour analyser un sol composite. De plus, nous présentons une méthodologie de conception complète, incorporant divers modes de ruptures externes et internes et un plan d'optimisation. Nous donnons des é quations et coefficients empiriques à utiliser dans l'analyse du sol composite. Nous proposons des linges directrices et des exemples de calcul pour des applications DM spéciales, pour soutenir les entailles à ciel ouvert, maintenir la stabilitédes talus, empêcher un boursouflement de la base pendant l'excavation et contrô ler les suintements pour les barrages et les digues au moyen de murs é crans DM. Nous présentons d'autres discussions sur les caractéristiques de déformation en nous basant sur des essais centrifuges et des essais sur le terrain, des analyses de tassement, des analyses d'éléments finis, tout en décrivant les besoins de la recherche au regard des aspects analytiques de DM.
Strength characteristics of lime-treated marine clay
Authors: Rajasekaran G. , Narasimha Rao S.
Published: November 2009

Weak marine clay deposits of low strength and high compressibility are located in many coastal and offshore areas of the world. There are several foundation problems encountered in these weak marine soils. The application of lime to improve the engineering behaviour of finegrained soils is not new. The present investigation explains the lime-induced changes on the strength characteristics of different treated systems in a marine environment. The formation of various new reaction products has been identified using X-ray diffraction and scanning electron microscopy techniques. The test results indicate an improvement in soil strength by eight to ten times that of untreated soil except for the quicklime-sodium sulphate system. This aspect encourages the application of both lime column and lime injection techniques to improve the engineering behaviour of marine clays.

Dans le monde, des dépôts d'argile marine à faible résistance et à forte compressibilité sont situés sur de nombreuses zones côtières et offshore. Plusieurs problèmes de fondations existent dans ces sols marins fragiles. L'application de chaux pour améliorer le comportement mécanique des sols à grains fins n'est pas un procédé nouveau. Cette enquête explique comment la chaux change les caractéristiques de résistance des divers systèmes traités dans un environnement marin. Nous avons identifié la formation de divers nouveaux produits de réaction en utilisant les techniques de diffraction aux rayons X et de microscopie é lectronique à balayage. Les résultats des essais montrent que la résistance du sol est alors de huit à dix fois supérieure à celle du sol non traité, sauf pour le système chaux vive sulfate neutre de sodium. Cet aspect encourage l'application des deux techniques - colonne de chaux et injection de chaux - pour améliorer le comportement mécanique des argiles marines.
Slope stabilization using lime piles—a case study
Authors: Rogers C. D. F. , Glendinning S. , Holt C. C.
Published: November 2009

Lime treatment as a mix-in-place technique has been widely and successfully used around the world to improve weak soils. Novel techniques using lime are now being developed. One such technique is the use of lime piles to stabilize shallow slopes. Recent research has investigated the reaction mechanisms associated with lime pile stabilization. This paper describes excavation work undertaken at two sites where previously lime piles had been installed to prevent further movement of a failing slope. Laboratory tests undertaken on the retrieved material are also presented and discussed in terms of whether/how the reaction mechanisms have improved the stability of the slope. Results suggested several ground improvement mechanisms, some of which could only be relied upon in the short term. Since installation of the lime piles at both sites no further movements have been recorded, suggesting that this method of stabilization has been successful.

Le traitement du mélange in-situ par la chaux a été largement utilisée à travers le monde, dans le but d'améliorer les caractéristiques des sols mous. Des nouvelles techniques utilisant la chaux sont maintenant bien développées. L'une d'entre elles est l'utilisation des pieux à chaux afin de stabilizer les talus peu profonds. Les recherches récentes ont examiné les mécanismes de réaction associées à la stabilité du pieux à chaux. Cet article décrit les travaux d'excavation qui ont été realisés sur deux sites où les pieux à chaux etaient déjà installés, afin de réduire les mouvements du talus en question. Des essais en laboratoire ont été réalisés sur ces matériaux récuperés dont les résultats sont preséntés, et analysés en fonction de l'évaluation de ces mécanismes de réaction vis à vis de la stabilité du talus. A l'issue de ces résultats, plusieurs mécanismes d'amélioration des terrains ont été proposés, quelques-uns d'entre eux sont valable uniquement à courtterme. Aucun mouvement n'a été enregistré suite à l'installation de ces pieux à chaux sur les deux sites, cette methode de stabilization s'est donc révélée fiable.
Numerical modelling of rock preconditioning by destress blasting
Authors: Tang B. , Mitri H.
Published: November 2009

This paper describes a three-dimensional numerical modelling technique for the simulation of rock preconditioning by destress blasting in hard rock mining operations at depth. Rock preconditioning is commonly practised in high-stress environments as a means for the alleviation of rockburst events during production drilling and blasting. The numerical model for preconditioning employs two parameters: α, a rock fragmentation factor and β, a stress dissipation factor, in the preconditioned zone. The need for preconditioning to alleviate rockburst occurrence is evaluated from a theory previously established by the authors, which makes use of strain energy parameters to calculate the so-called Burst Potential Index (BPI) in the rockmass surrounding underground excavations. When the BPI approaches or exceeds 100%, the method suggests that rockburst is imminent and rock preconditioning is required. The modelling technique is based on incremental analysis to permit the simulation of successive mining and destressing cycles. This paper focuses on typical face destress blasting practice found in Canadian mines drift development at depth. A drift preconditioning case study is presented using three different destress blasting patterns.

Cet article décrit une technique de modélisation numérique tridimensionnelle pour la simulation de pre-conditionnement du roc par les tirs de relaxations (ou decompression) dans les mines profondes de roche dure. La pre-conditionnement du roc est souvent pratiquée dans les endroits de contraintes élevées pour aider à réduire le coups de terrain durant le forage et dynamitage de production. Le modèle numérique de pre-conditionnement emploie deux paramètres: α, un facteur de fragmentation de roche, et β, un facteur de dissipation de contrainte, dans la zone pre-conditionnée. Le besoin de pre-conditionnement pour contrôler le coups de terrain est évalué par une théorie déjà établie par les auteurs, qui utilise les paramètres de l'énergie de déformation pour calculer l'index de potentiel d'un coups (BPI). Quand l'index BPI dépasse 100%, la méthode suggère que le coups de terrain est imminent et que la pre-conditionnement du roc est du. La technique de modélisation est basée sur l'analyse incrémentale afin de permettre la simulation des cycles successifs de minage et décompression. Cet article se concentre sur les tirs de relaxation de face typique, qui se trouve dans les galeries de développement des mines Canadiennes. Un cas d'étude de pre-conditionnement est présenté en utilisant trois patrons différents de tirs de relaxation.
Ground modification by vertical fly ash columns
Authors: Porbaha A. , Hanzawa H.
Published: November 2009

The stringent environmental regulations in recent years has forced practicing engineers to search for new applications for industrial by-products, such as fly ash, a major solid by-product of thermoelectric power plants. This study aims to evaluate the effectiveness of vertical fly ash columns as a technique for the modification of soft-ground properties using Mikasa's apparatus. The results demonstrate that stress-displacement curves of composite samples of clay-sand and clay-fly ash increase gradually and reach a plateau at small strain levels. In addition, the stress path shows dilatancy occurring at a normal stress of about 40 kPa when sand is used as inclusion. The measured settlement of clay-fly ash at the end of consolidation is about three times of clay-sand samples. For low-replacement area ratios investigated in this study, the stress concentration ratios are increased with an increase in replacement area ratio for both clay-sand and clay-fly ash composite samples.

La stricte réglementation environnementale de ces derniéres années force les ingénieurs à trouver de nouvelles applications pour les déchets industriels comme la cendre volante, déchet solide produit en grandes quantités par les centrales thermoélectriques. Cette étude a pour but d'évaluer l'efficacité de colonnes verticales en cendre volante pour modifier des propriétés des sols tendres, en utilisant l'appareil de Mikasa. Les résultats montrent que les courbes de déplacement de contrainte d'échantillons composites argile-sable et argile-cendre volante, montent graduellement et atteignent un plateau à de faibles niveaux de déformation. De plus, le parcours de contrainte montre une dilatance qui se produit sous une contrainte normale d'environ 40 kPa, quand le sable est utilisé en inclusion. Le tassement mesuré des échantillons argile-cendre volante à la fin de la consolidation est d'environ 3 fois supérieur à celui des échantillons argile-sable. Pour les taux faibles de surface de replacement étudiés dans ce papier, les taux de concentration de contrainte augmentent avec une augmentation du taux de surface de remplacement, à la fois pour les échantillons composites argile-sable et les échantillons argile-cendre volante.
Practitioner's guide to the deep mixing method
Authors: Bruce D. A.
Published: November 2009

The original techniques comprising the technology known internationally as the deep mixing method (DMM) were developed simultaneously in Sweden and Japan in the mid-1970s. Now DMM is a ground treatment, improvement, and support method of global application and increasing popularity and value. The authors have been funded over the last two years by the Federal Highway Administration (FHWA) to produce a comprehensive survey of DMM practice worldwide. The various volumes produced to date deal with the technology's evolution, application, construction, and engineering performance and verification. Further research is being funded on a design study. This paper provides a synopsis of the major findings of the research to date, including historical development of DMM, the generic classification of the methods identified, definition of pertinent terminology, description of basic principles of DMM and properties of treated ground, and an overview of commercial attractions and disadvantages.

Les techniques à l'origine de la technologie connue dans la communaute internationale sous le sigle de DMM (deep mixing method) ont été dévelopées simultanément en Suède et au Japon dans les anées 70. Actuellement, DMM est devenu une méthode de traîtment et d'amélioration des sols ainsi qu'une méthode de support d'excavation d'application globale, de plus en plus fréquemment utilisée. Pour le compte du Federal Highway Administration (FHWA), les auteurs ont passé en reveu ces deux dernières anées l'état de la technique DMM dans le monde. Les différents volumes édités à ce jour ont trait à l'évolution de la technologie, ses applications, les proédés de construction et ses performances en terme de réalisation et contrôle. Des recherches complémentaires sont financées sur les études et calculs. Cet article est un résumé de resultat de ces recherches à ce jour, ainsi qu'un rappel historique du développement due DMM, les classifications génériques des méthodes utilisées, les définitions de la terminolgie appropriée, la description des principes de base due DMM et des proprétés des terrains traités, ainsi qu'une vue générale des avantages et inconvénients d'un point de vue commercial.
CBR behaviour of fly ash–murrum mixes
Authors: Pandian N. S. , Krishna K. C.
Published: November 2009

The rapid increase in the demand for power has led to the commissioning of large coal-based thermal power stations in India. The present production of fly ash is about 100 million tonnes, but its utilisation is less than 10% for gainful applications. Mass and effective utilisation of fly ash is possible only through geotechnical engineering applications, which is still not yet been fully developed and understood. In the present investigation an attempt has been made to study the geotechnical properties of fly ash–murrum mixes with special reference its use as sub-base and sub-grade material in pavement construction. Keeping this as the main objective of mass and effective utilisation of fly ash, an experimental study was carried out to understand the effect of murrum addition on the California bearing ratio (CBR) of fly ash both for unsoaked and soaked condition. The study indicates that addition of murrum increases the CBR of fly ash significantly.

L'augmentation rapide de la consommation électrique en Inde a mené à la construction de grandes centrales thermiques utilisant le charbon. La production de cendre volante est actuellement d'environ 100 millions de tonnes mais son utilisation représente moins de 10% en applications lucratives. Son utilisation massive n'est possible que dans des applications d'ingénierie géotechnique, qui est toujours en cours d'étude. Nous tentons d'étudier les propriétés géotechniques des mélanges cendre volante-murrum en examinant particulièrement son utilisation comme matériau de base et sous-base dans la construction de chaussées. En considérant comme objectif principal l'utilisation de la cendre volante en gros volumes, nous nous sommes livrés à des expériences pour étudier l'effet de l'adjonction de murrum sur le CBR (indice de portance) de la cendre volante, dans des conditions de non-pénétration et de pénétration. L'étude indique que l'adjonction de murrum augmente de manière importante le CBR de la cendre volante.
Multifactorial study of macroscopic properties of solidified sludge. Part II: Porosity
Authors: Boutouil M. , Levacher D.
Published: November 2009

Investigations into the cement-based solidification of dredged sludge have been undertaken using a statistical analysis based on a fractional factorial experimental design. In Part I, the effects of cement content, type of cement, curing conditions and additives (lime, road binder, fly ash and silica fume) on unconfined compressive strength (UCS) before and after immersion in water, were studied. This paper examines the total porosity and the microstructure of the solidified sludge as well as the strength–porosity relationship. The total porosity values ranged from 37 to 56%, with a global variance of 2·2%. As the UCS, the total porosity and the pore size distribution were mainly influenced by the cement content and the curing conditions. With regard to the additives, lime, road binder and fly ash had significant effect, and the increasing of all additive contents reduced the total porosity.

Dans le cadre d'un large programme de recherche sur la solidification de sédiments de drgage à base de ciment, la méthodologie des plans d'expériences a été utilisée afin de caractériser les propriétés des structures solidifiées. Dans la première partie de cet article, les effets de plusieurs facteurs (dosage et type de ciment, mode de stockage, dosages en chaux, liant routier, cendres voluantes, et fumée de silice) sur la résistance à la compression ont été analysés. Dans cette deuxième partie, nous nous intéressions à la porosité ainsi que la distribution poreuse. Les résultats montrent que la porosité totale vrie de 37 à 56% avec une variance globale de 2·2%. Le dosage en ciment etle mode de stockage semblent être les facteurs les plus prédomaints vis-à-vis de la porosité et la distribution poreuse. Quant à l'action des additifs, la chaux, le liant routier ainsi que les cendres volantes se sont révélés les plus significatifs.
Grouting pressures and damage analysis of adjacent buildings. Part II: Case study
Authors: Sheen M. S.
Published: November 2009

The second part of the study focuses on cases of improvement piles in various soil properties leading to secondary damage to adjacent buildings. This paper analyses soil properties with respect to the damage conditions of adjacent buildings during excavation works, together with secondary damage from improvement piles under construction. The purpose of the study is to increase the knowledge of protecting adjacent buildings during excavations, based on experience gained from real cases.

La seconde partie de notre étude se concentre sur les cas des piles de réhabilitation, dans différents types de sols, provoquant des dommages secondaires sur les bâtiments voisins. Ce texte analyse les propriétés du sol liées aux dégats secondaires subits par les bâtiments voisins d'une excavation, ainsi que les dégats secondaires causés lors de la construction de piles de réhabilitation. Son but est d'accroître les connaissances en matiére de protection des bâtiments voisins d'un chantier d'excavation à partir de cas réels.
Recent development and improvement of vacuum preloading method for improving soft soil
Authors: Zhu S. L. , Miao Z. H.
Published: November 2009

This paper discusses the use of the vacuum preloading method (VPM) in China. During the use and application of the VPM in China, Tianjin Port Engineering Institute introduced sufficient modifications and improvements to the equipment and technology to achieve an increase in the vacuum beneath the sealing membrane, thus improving the consolidation of the soft clay being treated. When the preloading loads imposed by the VPM are incapable of meeting the operational requirements, a method of vacuum preloading in combination with surcharge fill may be employed. In some cases the surcharge fill was placed up to a height of 5·5 m with an imposed load of 100 kPa. Slopes often develop excessive displacement, destabilising the foundation, owing to the cutting operations and loads along the sides of the slopes. The VPM can be used to effectively solve such problems. Case studies of engineering projects are also presented, where (a) the VPM was used to improve and consolidate the slopes in coastal marine works and (b) clay-mixed retaining walls were erected in soft soil overburdened with a thick layer of sand when the method was used to improve soft soils.

Le présent article examine l'utilisation de la méthode préchargée à vide (VPM) en Chine. Pendant l'utilisation et l'application de cette méthode en Chine, l'Institut d'Ingénierie du Port de Tianjin a apporté des modifications et des améliorations aux équipements et à la technologie afin d'augmenter le vide sous la membrane d' étanchéité, consolidant du même coup l'argile tender à traiter. Quand les Contraintes de précharge imposées par la méthode VPM ne peuvent satisfaire les besoins opérationnels, on pourra employer une méthode de préchargement à vide, en combinaison avec un remblayage en surcharge. Bans certains cas, le remblayage atteint une hauteur de 5,5 m avec une charge imposée de 100 kPa. Les talus développent souvent un déplacement excessif ce qui déstabilise les foundations à cause des opérations de déblaiement et à cause des charges le long du talus. La méthode VPM peut être utilisée pour résoudre ces probl`mes avec efficacité. Nous présentons aussi des études de projets d'ingénierie où, dans un premier cas, la méthode VPM a été utilisée pour améliorer et consolider les talus lors de travaux maritimes côtiers et où, dans un second cas, des murs de soutènement constitués d'un mélange argileux ont été érigés dans un sol tendre surchargéd'une épaisse couche de sable quand la méthode était utilisée pour améliorer les sols tendres.
Analysis of construction factors influencing the behaviour of soil-nailed earth retaining walls
Authors: Sivakumar Babu G. L. , Srinivasa Murthy B. R. , Srinivas A.
Published: November 2009

The implementation, efficacy and performance of a construction technique such as soil-nailing in the field are largely controlled by local construction factors such as the construction sequence and scheduling of operations, which are quite varied in different geographical regions. The techniques adopted in the construction of the prototype walls described in a companion paper are unique, and very different from those adopted elsewhere, but nevertheless were effective in meeting stability and serviceability requirements. In this paper the effects of construction variables such construction sequence, type of facing, connection between nails and facing, stiffness of facing and inclination of wall facing are examined in detail by numerical simulations using FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua) code. Detailed parametric studies have been carried out, and the results are reported.

La mise en œuvre, l'efficacité et la performance sur le terrain d'une technique de construction comme le cloutage du sol, sont, dans une large mesure, contrôlées par des facteurs de construction locaux, comme la séquence de construction, le planning des opérations etc. qui varient passablement selon les régions géographiques. Les techniques adoptées dans la construction de murs prototypes, décrites dans l'exposé complémentaire, sont uniques et diffèrent considérablement de celles adoptées ailleurs. En même temps, ces techniques ont été capables de remplir les conditions de stabilité et d'utilité. Dans cet exposé, nous examinons en détail les variables de construction, comme l'effet de la séquence de construction, le type de revêtement, la connexion entre les clous et le revêtement, la rigidité du revêtement et l'inclinaison du revêtement en employant des simulations numériques utilisant le code FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua). Nous effectuons des études paramétriques détaillées dont nous donnons les résultats.
State of the art in quality assessment of deep mixing technology
Authors: Porbaha A.
Published: November 2009

The most commonly cited barrier to the use of deep mixing (DM) technology is practitioners′ lack of confidence in their ability to assess the quality of the finished DM product. Accordingly, the objective of this paper is to examine the issues related to quality assessment of the treated ground. The focus is to understand: (a) how to predict the in-situ properties, and (b) what in-situ techniques are available for quality assessment. First the difficulties in estimating the in-situ properties are discussed. Then methods are presented to predict the in-situ strength and stiffness based on probabilistic concepts, homogenisation, and synthetic judgement approaches. The in-situ techniques for quality assessment of treated ground are based on penetration methods, geophysical methods, insitu loading methods, and a non-destructive method based on a low-strain sonic integrity test. Finally, the effects of ageing and chemical attacks on the durability and longterm performance of treated ground are presented, together with a summary of research needs.

L'obstacle le plus communément é voqué comme restreignant l'utilisation de la technique du mixage profond (DM) est le manque de confiance du praticien dans sa capacité à é valuer la qualité du produit DM fini ( Porbaha and Roblee, 2001 ). C'est pourquoi cet exposé a pour objectif d'examiner tout ce qui touche à l'évaluation de la qualité du sol traité. Nous voulons trouver: (a) comment prédire les propriétés in situ et (b) quelles sont les techniques in situ disponibles pour é valuer la qualité. D'abord, nous discutons des difficultés à estimer les propriétés in situ. Ensuite, nous présentons des méthodes pour prédire la solidité et la rigidité in situ en nous basant sur des concepts de abilité, l'homogénéisation et des approches de jugement synthétique. Les techniques in situ pour l'évaluation de qualité du sol traité sont basées sur (a) des méthodes de pénétration (comme CPT, SPT, RPT, PMT, CCP, RCP, CVP, DCP et SDP); (b) des méthodes géophysiques (comme l'analyse sismique et la résistivité de trou de sonde), (c) des méthodes de chargement in situ (comme l'essai de charge de pile, l'essai de charge de plateau, l'essai de charge latérale et l'essai de plateau à vis) et (d) une méthode non destructive basée sur un essai d'intégrité sonique de basse déformation. Enfin, nous présentons l'effet du vieillissement et des agressions chimiques sur la durabilité et la performance à long terme des sols traités et nous récapitulons les besoins de recherche.
Evaluation of a preloading consolidation: a case study
Authors: Haegeman W. , Baertsoen A.
Published: November 2009

This case study presents the design, operation and evaluation of a soil improvement project using vertical drains in conjunction with a surcharge fill for preloading the soil for the construction of a 370 m long quay wall. Although the technique was assumed feasible for the soil material, no significant effects of soil improvement were measured. Settlement, pore water pressure and spectral analysis of surface waves (SASW) measurements before, during and after the loading showed no extreme increase in density or stiffness parameters. An explanation for this behaviour is thought to be the underestimation of the stiffness and preloading stress of the softer layers.

L'étude de cas présente la conception, la réalisation et l'évaluation d'un projet d'amélioration des sols au moyen de la méthode de préchargement avec drains verticaux pour la construction d'un quai de 370 m de longueur. Quoique la technique soit supposée applicable, aucuns effets significatifs d'amélioration n'étaient mesurés. Mesures de tassements de consolidation, des pressions interstitielles et des vitesses d'onde par la technique SASW pendant, durant et après le chargement n'indiquent d'augmentation importante de densité. L'explication de ce comportement peut ê tre la sous-estimation de la rigidité et de la contrainte de préconsolidation des couches les plus molles.
Performance of an offshore stabilised calcareous soil
Authors: Ismail M. A.
Published: November 2009

This paper investigates the response of an offshore calcareous soil—extracted from the vicinity of Goodwyn A platform on the North West Shelf of Australia—to treatment with Portland cement, mixed with other additives, for deep mixing consideration. Laboratory work was undertaken to quantify the improvement of the mechanical properties of the host soil, in terms of strength and stiffness (E, K). The study has proven the effectiveness of the deep mixing technique in improving the engineering properties of the offshore soil; an issue needs to be taken further by the industry for offshore foundations. The distinctive performance of the metal shavings (though added in small proportions) merits some attention in the context of deep mixing techniques. The addition of fly ash to Portland cement improved the mechanical properties remarkably, because of its pozzolanic property.

Cet exposé étudie la réponse d'un sol calcaire offshore venant des environs de la plate-forme Goodwyn A située sur le plateau du nord-ouest australien au traitement au ciment portland mélangé à d'autres additifs, pour la consolidation à mixage profond. Nous avons effectué un travail en laboratoire pour quantifier l'amélioration des propriétés mé caniques du sol hôte en termes de résistance et de rigidité (E, K). L'étude a prouvé l'efficacité de la technique de mixage profond pour améliorer les propriétés industrielles du sol offshore, question qui devra ê tre explorée plus avant par l'industrie pour les fondations offshore. La performance distinctive des copeaux de métal (bien qu'ajoutés en petites proportions), mérite d'être signalée dans le contexte des techniques de mixage profond. L'adjonction de cendre volante au ciment portland a remarquablement amélioré les propriétés mé caniques en raison de sa propriété pouzzolanique.
Recently in Geotechnical Engineering
Authors: Bond Andrew
Published: November 2009

The following are a selection of papers published recently in Geotechnical Engineering that readers of Ground Improvement may find of particular interest. The selection covers issues published from January to October 2002.
Applications of geosynthetics for soil reinforcement
Authors: Pinto M. I. M.
Published: November 2009

This paper gives an overview of the main applications of geosynthetics in soil reinforcement. It provides a pointernal to other sources of information for those who are interested in this topic and wish to go deeper into it. After a short section dealing with geosynthetics terminology and development, some aspects of reinforcement properties and design are addressed. In the rest of the paper each main reinforcement application (roads and railways, foundations, embankments, steep slopes and retaining walls) is briefly described, together with the corresponding design procedures. The paper ends with some general requirements for construction with geosynthetics.

Cet exposé décrit les applications principales des produits géosynthétiques dans le renforcement de sol. Il indique également d'autres sources d'information à ceux qui sont intéressés par ce sujet et désirent l'approfondir. Après une courte section consacrée à la technologie des géosynthétiques et à son développement, nous abordons certains aspects des propriétés et types de renforcement. Dans le reste de cet exposé, nous décrivons brièvement chaque application principale de renforcement (routes et chemins de fer, fondations, berges, talus abrupts et murs de soutènement) avec les procédures de conception correspondantes. Nous terminons en présentant quelques critères généraux pour la construction avec les produits géosynthétiques
From cobra swamp to international airport: ground improvement at Suvarnabhumi International Airport, Thailand
Authors: Moh Z. C. , Lin P. C.
Published: November 2009

The construction of Suvarnabhumi International Airporthas been planned since 1960 to accommodate the rapid growth of air traffic in this region. The 41-year project was finally approved for construction by the Thai government in 1991, and the airport is scheduled to open in December 2004 with capacity to deal with 30 million passengers and 1·46 million tonnes of cargo per year. Owing to the high compressibility and low strength of the underlying soft marine clay, ground improvement is necessary to reduce post-construction settlement prior to construction of the permanent airport facilities. Two ground improvement projects, for the airside pavements and the landside road system, are currently being implemented at the new airport site. This paper discusses the design concept, construction method, and up-to-date ground improvement performance of both projects.

La construction de l'aéroport international de Suvarnabhumi a été projetée en 1960 afin de faire face à une croissance rapide du trafic aérien dans cette région. Ce projet vieux de 41 ans a finalement été ratifié par le gouvernement thaïlandais en 1991 et l'aéroport devrait ouvrir en décembre 2004; il fera transiter 30 millions de passagers et 1,46 tonnes de fret par an. En raison de la forte compressibilité et basse résistance de l'argile marine tendre sous-jacente, il est nécessaire d'améliorer les sols afin de réduire les tassements post-construction, avant de bôtir les installations aéroportuaires permanentes. Deux projets d'amélioration du sol, pour les trottoirs côté air et le système routier côté terre, sont actuellement mis en uvre sur le site du nouvel aéroport. Cet exposé examine les principes de conception, la méthode de construction et la performance d'amélioration du sol à ce jour pour les deux projets.
Soil mixing in the UK 1991–2001: state of practice report
Authors: Al-Tabbaa A.
Published: November 2009

Soil mixing in the UK started around 12 years ago. The early soil mixing work was carried out for the purposes of excavation support and ground improvement by Cementation Piling and Foundations. Not much work was then performed for this application until recently. Around 1995 soil mixing was introduced to the UK for geoenvironmental applications for the containment and remediation of contaminated sites. This paper tells the story of research, developments and applications of soil mix technology in the UK over the past 12 years or so. The paper concludes with statements on the current position with regard to soil mixing practice in the UK.

En Angleterre, on a commencé à pratiquer le mixage des sols il y a 12 ans à peu près. Les premiers travaux de mixage ont été effectués, dans le but de soutenir les excavations et d'améliorer les sols, par la société Cementation Piling et Foundations. Ensuite, peu de travaux ont été effectués dans cette application. Vers 1995, le mixage du sol a été introduit en Angleterre pour les applications géo-environnementales afin de confiner et d'améliorer les sites contaminés. Cette étude retrace l'histoire de la recherche, des développements et des applications de cette technologie de mixage des sols en Angleterre sur les 12 dernières années. Elle se termine par une description de la situation actuelle quant aux pratiques de mixage du sol en Angleterre.
Modelling of prefabricated vertical drains in soft clay and evaluation of their effectiveness in practice
Authors: Indraratna B. , Bamunawita C. , Redana I. W. , McIntosh G.
Published: November 2009

Prefabricated vertical band drains are rapidly increasing in popularity as one of the most cost-effective soft clay improvement techniques worldwide. Nevertheless, problems caused during installation (such as the smear effect), drain clogging and well resistance of long drains contribute to retarded pore pressure dissipation, making these drains less effective in the field. This leads to reduced settlement compared with that which would be expected from ideal drains. This paper is an attempt to discuss, comprehensively, the modelling aspects of prefabricated vertical drains and to interpret the actual field data measured in a number of case studies that demonstrate their advantages and drawbacks. Both analytical and numerical modelling details are elucidated, based on the authors' experience and other research studies. Where warranted, laboratory data from large-scale experimental facilities are highlighted.

Les drains verticaux préfabriqués deviennent de plus en plus populaires car ils forment l'une des techniques des plus rentables d'amélioration de l'argile tendre. Néanmoins, les problèmes causés pendant l'installation (comme l'effet de rémanence), l'occlusion des drains et la résistance des puits dans le cas de drains longs, contribuent à retarder la dissipation de pression interstitielle, ce qui rend ces drains moins efficaces sur le terrain. Ceci cause un tassement inférieur à celui qu'on attend normalement de drains parfaits. Cette étude essaie d'évaluer, de manière globale, les aspects de modélisation de drains verticaux préfabriqués et d'interpréter les données réelles relevées sur le terrain dans un certain nombre d'études de cas qui montrent leurs avantages et leurs inconvénients. Nous expliquons les détails de la modélisation analytique et numérique en nous basant sur notre expérience ainsi que sur d'autres recherches. Partout où cela est nécessaire, nous donnons aussi les données relevées en laboratoire dans une installation expérimentale grandeur nature.
Design and performance of Fibredrain in soil improvement projects
Authors: Lee S. L. , Karunaratne G. P. , Aziz M. A.
Published: November 2009

The effective coefficient of consolidation Ch, and hence the effective discharge capacity, of prefabricated vertical drains (PVDs) is a function of the hydraulic conductivity and compressibility of the clay as well as of the field performance of the PVD. The field performance is influenced by the deformation of the core and the filter, clogging of the filter, and kinking of the PVD during the consolidation process. The design of soil improvement projects using PVDs is a function of the effective Ch, the final settlement, the drain spacing, and the lateral pressure on the drain. Prefabricated vertical drains should possess sufficient tensile strength to withstand the installation stresses associated with thick clay deposits, as well as the densification of granular soil layers at the surface by heavy tamping. Fibredrain is a PVD that is biodegradable and ecologically harmonious. Several selected projects in East and South East Asia are discussed to illustrate the field performance of Fibredrain.

Le coefficient de consolidation effective Ch et, de là, la capacité de décharge effective des drains verticaux préfabriqués (PVD) est fonction de la conductivité et compressibilité hydrauliques de l'argile ainsi que de la performance de terrain des PVD. La performance de terrain est influencée par la déformation du cur et du filtre, l'occlusion du filtre et la déformation des PVD pendant le processus de consolidation. La conception des projets de consolidation des sols utilisant les PVD dépend du Ch effectif, du tassement final, de l'espacement des drains et de la pression latérale sur le drain. Les drains verticaux préfabriqués devront posséder une résistance à la traction suffisante pour supporter les contraintes d'installation dans des dépôts d'argile épais ainsi que la densification en surface des couches de sol granulaires, densification causée par un compactage lourd. Le Fibredrain est un PVD biodégradable et sans danger pour l'environnement. Nous avons choisi pour notre étude plusieurs projets en Asie orientale et Asie du sud-est afin d'illustrer la performance sur le terrain du Fibredrain.
Improvement of hydraulic conductivity of soils by grouting
Authors: Akbulut S. , Saglamer A.
Published: November 2009

The use of many waste products as engineering materials is of major concern to civil engineers because of their applications for different objectives. Silica fume and fly ash are used in geotechnical engineering, because of their pozzolanic reactivity and fineness, to improve the soil properties needed for engineering purposes. The main objective of this research project was to investigate the use of these materials in geotechnical engineering and to improve the hydraulic properties of granular soils by means of grouting. Suitable grouts in suspension form were prepared by using silica fume, fly ash, clay, and cement in different percentages. The properties of these cement-based grouts were determined to obtain the desired optimum values for grouting. Then these grouts were penetrated into the granular soil samples under pressure. The results of this study have important findings concerning the use of these materials in soil treatment and the improvement of hydraulic conductivity of the soils.

L'utilisation de déchets comme matériaux industriels est un problème majeur pour les ingénieurs des travaux publics en raison de leurs applications et divers objectifs. Les vapeurs siliceuses et la cendre volante sont utilisées dans le génie géotechnique, en raison de leur réactivité pouzzolanique et de leur finesse, pour améliorer les propriétés du sol servant aux travaux d'ingénierie. Le principal objectif de cette étude était d'enquêter sur l'utilisation de ces matériaux dans le génie géotechnique et d'améliorer les propriétés hydrauliques des sols granulaires au moyen d'une cimentation. Nous avons préparé des ciments adéquats, sous forme de suspension, en utilisant des vapeurs siliceuses, de la cendre volante et du ciment en divers pourcentages. Nous avons déterminé les propriétés de ces mélanges pour obtenir les valeurs optimum désirées pour la cimentation. Puis ces ciments ont été introduits sous pression dans les échantillons de sol granuleux. Les résultats de cette études établissent des faits importants sur l'emploi de ces matériaux dans le traitement du sol et l'amélioration de la conductivité hydraulique des sols.
Influence of fines on the resistance to liquefaction of a clayey sand
Authors: Bouferra R. , Shahrour I.
Published: November 2009

This paper concerns a study of the influence of fines on the resistance to liquefaction of a clayey sand. The study is carried out using a triaxial apparatus on a reconstituted sand-clay mixture containing a low fraction of clay. After a description of the soil used in this study, the paper presents results of undrained compression tests together with cyclic liquefaction tests performed on soil samples containing different fractions of clay. Experimental results show that the increase in the fines content up to 15% reduces the resistance to liquefaction of the sand-clay mixture. This result is due to the role of fines in reducing the dilatant tendency of the clayey sand used in this study.

Cet exposé concerne une étude de l'influence des fines sur la résistance à la liquéfaction d'un sable argileux. Cette étude est effectuée en utilisant un appareil triaxial sur un mélange reconstitué sable-argile contenant une faible fraction d'argile. Après avoir fait une description du sol utilisé dans cette étude, nous présentons les résultats des essais de compression non drainée ainsi que des essais de liquéfaction cyclique effectués sur des échantillons de sol contenant différentes fractions d'argile. Les résultats expérimentaux montrent que l'augmentation allant jusqu'à 15% de la teneur en fines réduit la résistance à la liquéfaction du mélange sable-argile. Ce résultat est dû au pouvoir des fines à réduire la tendance à la dilatance du sable argileux utilisé dans cette étude.
Centrifuge validation of soil improvement prediction using the WAK test analysis
Authors: Parvizi M. , Merrifield C. M.
Published: November 2009

The development of the low-energy dynamic compaction process for modest but rapid improvement of the soil properties of foundation soils has provided a viable and economical alternative to traditional ground improvement methods for derelict land. The concept of using the WAK (Wave Activated Stiffness (K) test) to monitor the degree of improvement during the process has prompted a rigorous programme of centrifuge modelling to validate the method. Results from field tests and centrifuge modelling have shown that both the subgrade reaction modulus of the foundation soil and the system damping derived from the analysis using different diameter footings agree well with theoretical values. This corroboration suggests that the depth of improvement may also be predicted given the footing diameter used to compact the foundation soil, and that the effective depth of improvement is of the order of 1·25 times the footing diameter for all footing diameters.

Le développement d'un processus de compaction dynamique à faible énergie donnant une amélioration modeste mais rapide des propriétés des sols de fondations offre une alternative valable et économique aux méthodes traditionelles d'amélioration des terrains abandonnés. Le concept d'utiliser l'essai WAK (essai de rigidité activé par onde) pour contrô ler le degré d'amélioration tout au long du processus a amené un rigoureux programme de mode élisation centrifuge pour valider la méthode. Les résultats tirés des essais sur le terrain et des modéles centrifuges ont montré que le module de réaction de fond de forme du sol de fondation et la compaction du systéme dériveé de l'analyse utilisant divers diamétres de pieds correspond bien aux valeurs théoriques. Cette corroboration suggére que la profondeur d'amélioration peut aussi ê tre prédite si l'on connaît le diamétre du pied utilisé pour compacter le sol de fondation et sachant que la profondeur d'amélioration est de l'ordre de 1,25 fois le diamétre du pied pour tous les diamétres de pied.
Analysis of strength development in deep mixing: a field study
Authors: Horpibulsuk S. , Miura N. , Koga H. , Nagaraj T. S.
Published: November 2009

Soft soil deposits (natural or reclaimed land in coastal regions) generally exhibit low shear strength and high compressibility. The in situ deep mixing technique to form composite soft ground has been an effective means of ground improvement, adopted extensively in Japan. This paper deals with a field investigation of the effect of various parameters in in situ mixing: installation rate, which considers penetration and withdrawal during mixing; speed of rotation of mixing wing; and cement content and water/cement ratio in the slurry used. In order to have close control over these installation parameters a laboratory model column study has also been undertaken. The findings from both investigations have been integrated with earlier basic laboratory studies on induced cementation of cement-admixed clays. A practical method is suggested for arriving at different parameters in the installation of columnar inclusion to produce composite ground of the required average strength.

Les dépô ts de sols tendres (naturels ou récupérés sur la mer dans les régions côtières) montrent généralement une faible résistance au cisaillement et une forte compressibilité. La technique de mixage profond in-situ pour former un sol tendre composite, a été un moyen efficace pour améliorer les sols et a é té adoptée de manière extensive au Japon. Cet exposé étudie, au moyen d'une investigation sur le terrain, les effets de divers paramètres du mixage insitu: vitesse d'installation qui tient compte de la pénétration et du retrait pendant le mixage; vitesse de rotation de l'aile de mixage; et contenu en ciment et rapport eau/ ciment dans la boue utilisée. Afin d'exercer un contrôle e troit sur ces paramètres d'installation, une étude modèle en laboratoire sur colonne a également été réalisée. Les résultats de ces deux enquêtes ont été intégrés avec des études de laboratoire basiques réalisées antérieurement sur la cimentation induite des argiles mélangées au ciment. Nous suggérons une méthode pratique pour parvenir àdivers paramètres dans l'installation d'une inclusion colonnaire afin de produire un sol composite ayant la résistance moyenne requise.