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Biot analysis of deformation during variable-head field permeability tests in soft soils

Duhaime, François et Chapuis, Robert P.. 2017. « Biot analysis of deformation during variable-head field permeability tests in soft soils ». In Proceedings of the 19th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (Seoul, Korea, Sept. 17-22, 2017)

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Duhaime F 2017 15789 Biot analysis of deformation during.pdf - Version acceptée
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Résumé

ABSTRACT: Variable-head field permeability tests are conducted by changing rapidly the water level in a monitoring well and by recording its recovery. Interpretation of test data is done using two types of methods. Methods of the first type assume that the pore volume is linearly related to pore pressure, while those of the second type assume a perfectly rigid soil skeleton. In this paper, a COMSOL model based on the Biot consolidation theory is presented for the modelling of variable-head tests in soft soils. The model takes into account changes in stress and well cavity volume. Numerical results indicate that the treatment of deformation for interpretation methods of the first type is incomplete. Pore volume changes and cavity expansion both have an influence on test data, especially for small riser pipe diameters. However, these two deformation types have opposite effects on test data. Because they have the same order of magnitude, they tend to cancel each other. A comparison of modelling and experimental results shows that the model can accurately predict the influence of deformations, and that neglecting deformations gives reliable hydraulic conductivity values for most well geometries. RÉSUMÉ : L’essai de perméabilité à niveau variable consiste à changer rapidement le niveau d’eau dans un puits d’observation et à suivre le retour du niveau d’eau vers sa position initiale. Deux types de méthodes permettent l’interprétation des résultats. Les méthodes du premier type supposent une relation linéaire entre le volume des pores et la pression interstitielle, alors que celles du deuxième type supposent un sol parfaitement rigide. Dans cet article, un modèle COMSOL basé sur la théorie de Biot est utilisé pour modéliser les essais à niveau variable dans les sols peu rigides. Le modèle tient compte des changements de contrainte et du volume de la cavité à la base du puits. Les résultats numériques indiquent que le traitement des déformations pour les méthodes du premier type est incomplet. Les variations du volume des pores et de la cavité à la base du puits ont une influence sur l’essai. Toutefois, les deux types de déformation ont des effets opposés. Parce que leur impact est du même ordre de grandeur, ils tendent à s’annuler. Une comparaison des résultats expérimentaux et de modélisation montre que le modèle peut prédire l’influence des déformations avec précision, et que des valeurs réalistes de la conductivité hydraulique peuvent être obtenues en négligeant les déformations pour la plupart des géométries de puits.

Type de document: Compte rendu de conférence
Informations complémentaires: Titre traduit: Analyse des déformations durant les essais de perméabilité in situ à niveau variable dans les sols peu rigides à l’aide de la formulation de Biot
Professeur:
Professeur
Duhaime, François
Affiliation: Génie de la construction
Date de dépôt: 26 oct. 2017 16:08
Dernière modification: 30 oct. 2017 15:56
URI: http://espace2.etsmtl.ca/id/eprint/15789

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