A Data-Driven Framework for Preconsolidation Stress Estimation in Toronto Glacial Tills

ABSTRACT: Determining pre-consolidation stress is a critical component of geotechnical investigations but is frequently constrained by the cost and time demands of extensive laboratory testing. This study presents a statistical framework for estimating the pre-consolidation stress of cohesive glacial tills in the Greater Toronto Area (GTA) using Standard Penetration Test (SPT) blow counts and selected index properties. The method formulates an inverse relationship between SPT data, overburden stress, and soil indices using a multivariate linear regression model. The dataset satisfied assumptions of normality and independence, permitting robust statistical analysis and verification of predictor significance. Findings demonstrate that the statistical framework offers a reliable and cost-efficient alternative to laboratory methods, supporting site-specific, data-informed geotechnical evaluations in cohesive soils across the GTA and comparable regions.

RÉSUMÉ: La détermination de la contrainte de préconsolidation est une composante essentielle des investigations géotechniques, mais elle est souvent limitée par les coûts et les délais associés aux essais en laboratoire. Cette étude propose un cadre statistique pour estimer la contrainte de préconsolidation des tills glaciaires cohésifs dans la région du Grand Toronto (GTA), en utilisant les résultats d’essais au pénétromètre standard (SPT) et certaines propriétés indicatrices des sols. La méthode établit une relation inverse entre les données SPT, la contrainte de confinement actuelle et les indices de sol, à l’aide d’un modèle de régression linéaire multivariée. L’ensemble de données satisfait aux conditions de normalité et d’indépendance, permettant une analyse statistique rigoureuse et la confirmation de la pertinence des variables prédictives. Les résultats démontrent que ce cadre statistique constitue une alternative fiable et économique aux essais en laboratoire, facilitant des évaluations géotechniques spécifiques au site, basées sur les données, dans les sols cohésifs du GTA et de régions similaires.