Estimating settlement using laboratory stress strain data

ABSTRACT: As geotechnical analysts, we often struggle to achieve accurate performance matches when estimating settlement. The quality of any estimate is inherently tied to the constitutive relationship which governs interactions between load, displacement, and porewater pressures. A commonly used constitutive relationship is the Modified Cam Clay (MCC) model, which traditionally overestimates settlement. To improve model performance, we tried a different approach. Oedometer measurements were used to estimate settlement in place of traditional constitutive models. A linearization of the raw laboratory test data over small strain increments was used to estimate the maximum settlement and input into GeoStudio’s SIGMA/W Add-In function to model settlement. Bridge abutments constructed on high plasticity clay in Saskatchewan and Manitoba were used to demonstrate the improved stress-strain calibration (SSC) method and compared to measured settlement. The method was shown to produce more accurate settlement estimation when compared to traditional constitutive models.

RÉSUMÉ: En tant qu'analystes géotechniques, nous avons souvent de la difficulté à obtenir des correspondances de performance précises lors de l'estimation du tassement. La qualité de toute estimation est intrinsèquement liée à la relation constitutive qui régit les interactions entre la charge, le déplacement et les pressions de l'eau interstitielle. Une relation constitutive couramment utilisée est le modèle de l'argile à cames modifiée (MCC), qui surestime traditionnellement le tassement Pour améliorer la performance du modèle, nous avons essayé une approche différente. Les mesures de l’œdomètre ont été utilisées pour estimer le tassement au lieu des modèles constitutifs traditionnels. Une linéarisation des données brutes d'essai en laboratoire sur de petits incréments de déformation a été utilisée pour estimer le tassement maximal et entrer dans la fonction complémentaire SIGMA/W de GeoStudio pour modéliser le tassement. Des culées de pont construites sur de l'argile à haute plasticité en Saskatchewan et au Manitoba ont été utilisées pour démontrer la méthode améliorée d'étalonnage contrainte-déformation (SSC) et comparées au tassement mesuré. Il a été démontré que la méthode produisait une estimation du règlement plus précise que les modèles constitutifs traditionnels.