Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Measuring shear wave velocity of granular material using the piezoelectric ring-actuator technique (P-RAT)
L’évaluation précise de la vitesse des ondes de cisaillement, V s , est un élément essentiel lors de la conception de fondations soumises à des chargements dynamiques ainsi que pour l’évaluation du potentiel de liquéfaction et le controle de l’amélioration des sols. Des techniques de laboratoire telles que les colonnes résonnantes (CR) et les éléments piézocéramiques (EP) ont été mises au point au fil des années afin de mesurer V s . À faible déformation (γ < 10 −3 ), les techniques basées sur des éléments piézoélectriques (p. ex. des EP) peuvent être considérées comme supérieures à celles utilisant des CR car elles peuvent être intégrées aux dispositifs conventionnels utilisés en géotechnique (p. ex. essais triaxiaux, oedométriques, de cisaillement direct simple, etc.). Cependant, il est difficile de vérifier que les valeurs de V s obtenues sont correctes et précises étant donné que ces méthodes posent plusieurs problèmes, tels que la propagation mixtes comportant des ondes primaires et de cisaillement, les effets de champ proche, les effets de bord et les détections imprécises des premières arrivées d’ondes. Le présent article décrit l’utilisation, dans le cas de matériaux granulaires, d’une nouvelle technique de mesure de V s , appelée technique de l’anneau piézoélectrique (piezoelectric ring-actuator technique ou P-RAT), conçue à l’Université de Sherbrooke. L’article fournit également une description détaillée de la méthode d’interprétation unique des signaux utilisée par cette technique et visant à minimiser les difficultés associées aux autres techniques. On a intégré la P-RAT à une cellule œdométrique conventionnelle afin de mesurer la V s d’un sable provenant de Peribonka par l’intermédiaire d’une série d’essais œdométriques et les résultats obtenus ont été analysés et examinés de manière approfondie en tenant compte des connaissances de base dont on dispose sur V s et sur les facteurs qui influe sur celle-ci. L’accent est mis en particulier sur la validation de la précision de la P-RAT au moyen des mesures expérimentales fiables fournies par la littérature. [Traduit par la Rédaction]
A precise evaluation of shear wave velocity, V s , is a crucial issue in the design of foundations subjected to dynamic loading, liquefaction evaluation, and soil improvement control. Laboratory techniques such as resonant column (RC) and bender element (BE) have been developed over the years to measure V s . At low strain (γ < 10 −3 ), techniques based on piezoelectric elements (e.g., BE) can be considered superior to RC, as they can be used in conventional geotechnical devices (e.g., triaxial, oedometer, direct simple shear, etc.). However, it is a difficult task to verify that the obtained V s values are correct and accurate, as there are several difficulties associated with these methods, including the mixed radiation of both primary and shear waves, near-field effects, boundary effects, and uncertain detection of first arrivals. This paper presents the use of a new technique to measure V s in granular material, called the piezoelectric ring-actuator technique (P-RAT), developed at the Université de Sherbrooke. The paper also provides a detailed description of a unique interpretation method of the signals produced from this technique to minimize the difficulties associated with other techniques. The P-RAT has been incorporated into the well-known oedometer cell to measure the V s of Péribonka sand through a series of oedometric tests, and the obtained results have been detailed, analyzed, and discussed in light of the basic state of knowledge of V s and factors affecting it. Particular emphasis is also placed on the validation of the accuracy of the P-RAT by means of reliable experimental measurements available in literature.
Measuring shear wave velocity of granular material using the piezoelectric ring-actuator technique (P-RAT)
L’évaluation précise de la vitesse des ondes de cisaillement, V s , est un élément essentiel lors de la conception de fondations soumises à des chargements dynamiques ainsi que pour l’évaluation du potentiel de liquéfaction et le controle de l’amélioration des sols. Des techniques de laboratoire telles que les colonnes résonnantes (CR) et les éléments piézocéramiques (EP) ont été mises au point au fil des années afin de mesurer V s . À faible déformation (γ < 10 −3 ), les techniques basées sur des éléments piézoélectriques (p. ex. des EP) peuvent être considérées comme supérieures à celles utilisant des CR car elles peuvent être intégrées aux dispositifs conventionnels utilisés en géotechnique (p. ex. essais triaxiaux, oedométriques, de cisaillement direct simple, etc.). Cependant, il est difficile de vérifier que les valeurs de V s obtenues sont correctes et précises étant donné que ces méthodes posent plusieurs problèmes, tels que la propagation mixtes comportant des ondes primaires et de cisaillement, les effets de champ proche, les effets de bord et les détections imprécises des premières arrivées d’ondes. Le présent article décrit l’utilisation, dans le cas de matériaux granulaires, d’une nouvelle technique de mesure de V s , appelée technique de l’anneau piézoélectrique (piezoelectric ring-actuator technique ou P-RAT), conçue à l’Université de Sherbrooke. L’article fournit également une description détaillée de la méthode d’interprétation unique des signaux utilisée par cette technique et visant à minimiser les difficultés associées aux autres techniques. On a intégré la P-RAT à une cellule œdométrique conventionnelle afin de mesurer la V s d’un sable provenant de Peribonka par l’intermédiaire d’une série d’essais œdométriques et les résultats obtenus ont été analysés et examinés de manière approfondie en tenant compte des connaissances de base dont on dispose sur V s et sur les facteurs qui influe sur celle-ci. L’accent est mis en particulier sur la validation de la précision de la P-RAT au moyen des mesures expérimentales fiables fournies par la littérature. [Traduit par la Rédaction]
A precise evaluation of shear wave velocity, V s , is a crucial issue in the design of foundations subjected to dynamic loading, liquefaction evaluation, and soil improvement control. Laboratory techniques such as resonant column (RC) and bender element (BE) have been developed over the years to measure V s . At low strain (γ < 10 −3 ), techniques based on piezoelectric elements (e.g., BE) can be considered superior to RC, as they can be used in conventional geotechnical devices (e.g., triaxial, oedometer, direct simple shear, etc.). However, it is a difficult task to verify that the obtained V s values are correct and accurate, as there are several difficulties associated with these methods, including the mixed radiation of both primary and shear waves, near-field effects, boundary effects, and uncertain detection of first arrivals. This paper presents the use of a new technique to measure V s in granular material, called the piezoelectric ring-actuator technique (P-RAT), developed at the Université de Sherbrooke. The paper also provides a detailed description of a unique interpretation method of the signals produced from this technique to minimize the difficulties associated with other techniques. The P-RAT has been incorporated into the well-known oedometer cell to measure the V s of Péribonka sand through a series of oedometric tests, and the obtained results have been detailed, analyzed, and discussed in light of the basic state of knowledge of V s and factors affecting it. Particular emphasis is also placed on the validation of the accuracy of the P-RAT by means of reliable experimental measurements available in literature.
Measuring shear wave velocity of granular material using the piezoelectric ring-actuator technique (P-RAT)
Karray, Mourad (Autor:in) / Hussien, Mahmoud N / Éthier, Yannic / Ben Romdhan, Mohamed
2015
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
fréquence de résonance , Péribonka , Wave-motion, Theory of , interpretation , interprétation , Usage , Peribonka , Geotechnology , vitesse des ondes de cisaillement , resonance frequency , Liquefaction , piezoelectric ring-actuator technique (P-RAT) , Actuators , shear wave velocity , œdomètre , technique de l’anneau piézoélectrique (P-RAT) , Mechanical properties , Granular materials , Piezoelectric devices , Measurement , oedometer , Accuracy , Load
| British Library Online Contents | 2015
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Effect of fabric on shear wave velocity in granular soils
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