Parametric G_(max) sounding of granular soils by vibration methods

摘要

To solicit a fundamental understanding of past difficulties of vibration sounding methods for granular soils, a collaborative experimental and analytical study was developed to examine the performance of dynamic surface plate load tests by scaled modelling. Focused on the benchmark small-strain regime and G_(max) condition, multiple small-amplitude vibration tests on a rigid square plate resting on a uniform dry sand were conducted on a large geotechnical centrifuge. A set of basic experimental results on the vertical and rocking dynamic characteristics of the soil-plate system were generated by means of a new eccentric test format, as well as by conventional symmetrical vertical vibration. Through a comparison of the measured data with canonical continuum solutions of a half-space with constant as well as common depth-dependent shear modulus profiles, some fundamental issues in regard to the relevance of such commonly accepted idealisations of the intended practical application were revealed. As an experimental way to confirm and circumvent a key aspect of the problem, the novel test strategy of using a lightweight foundation in an embedded configuration was proposed and evaluated.%Afin d'obtenir des connaissances fondamentales sur les difficultés rencontrées précédemment dans les méthodes de sondage de vibrations pour les sols granulaires, on a lancé une étude expérimentale et analytique en collaboration afin d'examiner le rendement d'essais de charge sur plaques à surface dynamique par modélisation à l'échelle. En se concentrant sur le régime de référence à faible déformation unitaire et la condition G_(max), on a effectué de multiples essais de vibrations à faible amplitude sur une plaque carrée rigide posée sur un sable sec uniforme, dans une grande centrifuge géotechnique. Au moyen d'un nouveau type d'essai excentrique et de vibrations verticales symétriques traditionnelles, on a établi une série de résultats expérimentaux de base sur les caractéristiques dynamiques verticales et de basculement du système sol - plaque. Une comparaison entre les données mesurées avec des solutions de continu canonique d'un demi-espace avec une constante, ainsi que des profils de module de cisaillement tributaires de la profondeur du type à loi exponentielle, a permis de révéler certaines questions fondamentales concernant la pertinence de ces idéalisations reconnues avec l'application pratique prévue. En tant que moyen expérimental de confirmer et de circonvenir un aspect essentiel du problème, on a proposé et évalué la nouvelle stratégie d'essai consistant à utiliser des fondations légères dans une configuration encastrée.