Ground improvement methods for liquefaction remediation
Authors: Gopal Madabhushi S. P. 
Published: September 2007

Soil liquefaction continues to be a major source of damage to buildings and infrastructure after major earthquake events. Ground improvement methods are widely used at many sites worldwide as a way of mitigating liquefaction damage. The relative success of these ground improvement methods in preventing damage after a liquefaction event and the mechanisms by which they can mitigate liquefaction continue to be areas of active research. In this paper the emphasis is on the use of dynamic centrifuge modelling as a tool to investigate the effectiveness of ground improvement methods in mitigating liquefaction risk. Three different ground improvement methods will be considered. First, the effectiveness of in situ densification as a liquefaction resistance measure will be investigated. It will be shown that the mechanism by which soil densification offers mitigation of the liquefaction risk can be studied at a fundamental level using dynamic centrifuge modelling. Second, the use of drains to relieve excess pore pressures generated during an earthquake event will be considered. It will be shown that current design methods can be further improved by incorporating the understanding obtained from dynamic centrifuge tests. Finally, the use of soil grouting to mitigate liquefaction risk will be investigated. It will be shown that by grouting the foundation soil, the settlement of a building can be reduced following earthquake loading. However, the grouting depth must extend the whole depth of the liquefiable layer to achieve this reduction in settlements.

La liquéfaction des sols est toujours une des principales causes d'endommagement de bâtiments et d'infrastructures à la suite de tremblements de terre de forte intensité. Des méthodes de renforcement du terrain sont répandues dans de nombreuses régions du monde pour mitiger les dommages provoqués par le liquéfaction. Le succès relatif remporté par ces méthodes de renforcement du terrain dans la prévention des dégâts à la suite d'un évé nement avec liquéfaction, ainsi que les mécanismes leur permettant de mitiger la liquéfaction, sont toujours les sujets d'une recherche active. Dans la présente communication, nous mettons l'accent sur l'utilisation de la modélisation centrifuge dynamique en tant qu'outil dans la recherche sur l'efficacité des méthodes de renforcement du terrain pour la mitigation des risques de liqué faction. On se penche sur trois méthodes diverses d'optimisation du sol. Premièrement, on examine l'efficacité de la densification in situ comme mesure de la résistance à la liquefaction. Deuxièmement, on examine l'emploi de drains pour réduire l'excès de pression des pores produite au cours d'un tremblement de terre. On démontrera qu'il est possible de perfectionner les méthodes d'étude actuelles en incorporant les enseignements des tests centrifuges dynamiques. Enfin, on examine l'utilisation du scellement des fondations pour la mitigation des risques de liquéfaction, et on démontre qu'en scellant le son des fondations, on parvient à réduire l'affaissement d'un bâtiment à la suite des contraintes appliqué es par le tremblement de terre. Toutefois, pour réaliser cette réduction de l'affaissement, la profondeur de scellement doit âtre égale à celle de la l'intégralité de la couche liquéfiable.