An evaluation of in-situ K'0 measurement in sensitive quick clays with hydraulic fracturing method

Abstract

Jordtrykk i hvilekoeffisient (K'0) til en jordforekomst er viktig i geoteknikk. K'0 er definert som forholdet mellom horisontale og vertikale spenningskomponenter, hvor den vertikale spenningen enkelt kan beregnes. Den horisontale spenningen er imidlertid kompleks og å måle den in situ er utfordrende, noe som gjør vurderingen av K'0 usikker. For å takle spørsmålet om måling av K'0, ble det utført en litteraturundersøkelse for å utforske ulike målemetoder, som in-situ, laboratorie- og korrelasjonsteknikker. Denne oppgaven dekker in-situ metoder som hydraulisk frakturering, jordtrykkcelle og dilatometer, samt noen laboratorie- og korrelasjonsmetoder. Et felteksperimentprogram med en prototype hydraulisk oppsprekkingsoppsett ble utført på Tiller-Flotten, en av de norske geoteststedene (NGTS) for sensitiv kvikkleire. Rimelige estimater av K'0 ble oppnådd fra forsøkene, som ble sammenlignet med tidligere rapporterte målinger på stedet. Ytterligere testing i ulike borehull og jordtyper er imidlertid nødvendig for å bekrefte resultatene og grundig evaluere effektiviteten av K'0-målingen med den hydrauliske fraktureringsmetoden.

Earth pressure at rest coefficient (K'0) of a soil deposit is important in geotechnical engineering. The K'0 is defined as the ratio between horizontal and vertical stress components, where the vertical stress can be easily calculated. However, the horizontal stress is complex and measuring it in situ is challenging, making the assessment of K'0 uncertain. In order to tackle the issue of measuring K'0, a literature survey was conducted to explore various measurement methods, such as in-situ, laboratory, and correlation techniques. This thesis covers in-situ methods like hydraulic fracturing, earth pressure cell, and dilatometer, as well as some lab and correlation methods. A field experiment program with a prototype hydraulic fracturing setup was conducted at Tiller-Flotten, one of the Norwegian Geo test Sites (NGTS) for sensitive quick clays. Reasonable estimates of K'0 were obtained from the experiments, which were compared to previously reported measurements at the site. However, additional testing in various boreholes and soil types is necessary to confirm the results and thoroughly evaluate the effectiveness of the K'0 measurement with the hydraulic fracturing method.