Testing pressuremeter in sand

Abstract

Denne masteroppgaven hadde som mål å evaluere kvaliteten på et pressuremeter-systemet og nøyaktigheten av målinger oppnådd fra pressuremeter testingen. Et pressuremeter er et verdifullt verktøy innen geoteknisk design for vurdering av egenskapene til løsmassene. Gummimembranen til dette pressuremeteret viste tilfredsstillende oppførsel, med uniform og elastisk ekspansjon. Imidlertid ble det identifisert problemer med tilkoblingene og rørene, noe som førte til små lekkasjer som påvirket systemets evne til å holde trykket. Disse lekkasjene medfører utfordringer for tester med høyt trykk eller langvarige tester.

Det ble gjort tester i sand med en relativ tetthet på 65% i stort kammer som oppfylte kriteriet for testing uten påvirkning fra avgrensingen til kammeret. Det ble kjørt ekspansjon og kontraksjon av pressuremetert for så å tolke skjærmodulus fra disse resultatene. Deretter ble disse resultatene sammenliknet med resultater fra Plaxis 2D simulering og Hardening soil parametere.

Nøyaktigheten av målingene oppnådd fra testene ble påvirket av ulike faktorer. Prototypen som ble brukt studien, målte volumet av vann som ble injisert i systemet, og dette krever antagelser om radial deformasjon og ekspansjonen av gummimembranen. Avvik fra disse antagelsene medførte usikkerheter og mulige feil i beregnede jordparametere. I tillegg påvirket lekkasjene og de viskoelastiske egenskapene til gummimaterialet trykk-målingene.

Det ble observert avvik mellom beregnede skjærmoduler fra jordparametere i Hardening soil modellen, skjærmodulene tolket fra pressurmeter testene og de som ble tolket fra Plaxis2D-simuleringsresultater. Videre forskning og testing er nødvendig for å etablere korrelasjoner mellom målte og simulerte skjærmoduler og for å forbedre tolkningen av pressuremeter-data.

Forbedring av kvaliteten på pressuremeter-systemet, spesielt håndtering av lekkasjer i koblingene og rørene, er avgjørende for å forbedre dets pålitelighet. Forbedringer i nøyaktigheten kan oppnås ved å avgrense forutsetninger og utføre ytterligere tester på forskjellige dyp. Ved å adressere disse aspektene kan trykkmåleren bli et mer pålitelig verktøy for geoteknisk design og analyse.

This study aimed to evaluate the quality of the pressuremeter system, and the accuracy of measurements obtained from pressuremeter testing. The pressuremeter is a valuable tool in geotechnical engineering for assessing soil properties. The rubber membrane of the pressuremeter demonstrated satisfactory behaviour, exhibiting elasticity, and returning to its original state after each test. However, issues were identified with the connections and tubes, resulting in small leaks that affected the system's ability to hold pressure. These leaks pose challenges for high-pressure or long-duration tests.

There were performed tests in sand with a relative density of 65 % in a large chamber fulfilling the free field criterion. The pressuremeter was tested on medium-dense sand, performing Unloading-reloading loops, and interpreting the shear modulus of the sand. These results were compared to a Plaxis 2D simulation and Hardening soil parameters.

The accuracy of measurements obtained from the pressuremeter tests was influenced by various factors. The prototype pressuremeter used in this study measured the volume of water injected into the system, requiring assumptions about the radial strain and the expansion of the rubber membrane. Deviations from these assumptions introduced uncertainties and potential errors in the calculated soil parameters. Additionally, the presence of leaks and the viscoelastic properties of the rubber material impacted the pressure measurements. Discrepancies were observed between calculated shear moduli from hardening soil parameters, the shear modulus measured using the pressuremeter, and those interpreted from Plaxis2D simulation results. Further research and testing are necessary to establish correlations between measured and simulated shear moduli and to refine the interpretation of pressuremeter data.

Enhancing the quality of the pressuremeter system, particularly addressing the leaks in the connections and tubes, is crucial for improving its reliability. Improvements in accuracy can be achieved by refining assumptions and conducting additional tests at different depths. By addressing these aspects, the pressuremeter can become a more reliable tool for geotechnical design and analysis.