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DILATOMETRO SISMICO - SDMT

DILATOMETRO SISMICO - SDMT. Cesano - Roma. 18 Novembre 2011. Reporter: D. Marchetti. www.marchetti-dmt.it. Dilatometro Sismico (SDMT). Dilatometro Piatto (DMT). Il Dilatometro piatto – DMT. TC16 (2001) "The Flat Dilatometer Test (DMT) in soil investigations"

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DILATOMETRO SISMICO - SDMT

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Presentation Transcript

  1. DILATOMETRO SISMICO - SDMT Cesano - Roma 18 Novembre 2011 Reporter: D. Marchetti www.marchetti-dmt.it

  2. Dilatometro Sismico (SDMT) Dilatometro Piatto (DMT)

  3. Il Dilatometro piatto – DMT • TC16 (2001) "The Flat Dilatometer Test (DMT) in soil investigations" Report by the ISSMGE Committee TC16 – comprehensive document incorporating all the most important information on DMT (procedure, interpretation, applications) • DMT on the Internet: Key papers on the DMT can be downloaded from the bibliographic site: www.marchetti-dmt.it

  4. 3 4 7 2 1 DMT – Schema di funzionamento • Lama DMT • Aste di spinta (i.e. CPT) • Forza di penetrazione (spinta o battuta) • Cavo pneumatico - elettrico • Centralina DMT • Cavo pneumatico • Bombola (azoto o aria compressa) • P0 press. inizio espansione membrana • P1 press. per espansione 1.1 mm 5 6 La misura viene effettuata a strumentazione ferma (ogni 20cm)

  5. DMT - attrezzatura completa tank rods p/e cable to DMT

  6. DMT Test Setup

  7. Inserimento DMT con penetrometro Modo più efficiente: spingere con penetrometro pesante

  8. Penetrometro di spinta Cavo fuoriesce dalle aste

  9. Metodi alternativi di inserimento DMT Spinto o battuto da penetrometro leggero Battuto con tripode Spt Spinto da sonda Spinto da mezzo su piattaforma Battuto da pontone Battuto da sonda

  10. Metodo Sonda con Torpedine ASTE da 76mm TORPEDINE L  3 m • La Torpedine (pre-assemblata ad inizio prova) viene collegata alle aste da 76 mm. • Il cavo fuoriesce dall'asola, passa attraverso una fessura nell'anello allargatore e viene nastrato alle aste. • Aste e torpedine vengono calate a fondo foro.

  11. A B DMT Working Principle Works like electric switch (On/Off)

  12. (P0) (P1) (P2) Dilatometer Test Sequence

  13. B A free Calibration of Membrane Membrane has non-zero rigidity The natural membrane position is between A and B Definitions: A = external pressure which must be applied to the membrane in free air to collapse it against its seating (i.e. A-position) B = internal pressure which in free air lifts the membrane center 1.1 mm from its seating (i.e. B-position)

  14. Calibration of Membrane Use syringe and short calibration cable for performing calibration

  15. Field readings Corrected readings CalibrationA & B A(1° reading) P0(1° reading) B(2° reading) P1(2° reading) DMT Formulae - readings

  16. Corrected Readings Intermediate Parameters Id: Material Index Po P1 DMT Formulae – Intermediate parameters Ed: Dilatometer Modulus Kd: Horizontal Stress Index

  17. Intermediate Parameters Interpreted Parameters M: Constrained Modulus Id Ed Kd DMT Formulae – Interpreted parameters Cu: Undrained Shear Strength Ko: Earth Pressure Coeff (clay) OCR: Overconsolidation ratio (clay) : Safe floor friction angle (sand)  : Unit weight and description

  18. DMT Reduction Formulae Po and P1 Intermediate parameters Interpreted parameters

  19. Chart for Soil Description – Unit Weight  Fig. 16 – TC16 Report (Marchetti & Crapps 1981) Used to construct an approximate profile of σ'vo (needed in the elaboration)

  20. Grafico principale della prova DMT

  21. CLAY SAND p p p p p p 0 0 1 1 (p1-p0) ID= (p0-u0) ID – Material Index (Soil Type) Performing DMTs, immediate notice that:  came natural (apart theory) define ID as a "vicinity ratio"

  22. σ h (kPa) Time (min) Prova di Dissipazione in argille e limi Argille e Limi (non eseguibile in limi sabbiosi, sabbie e ghiaie) È possibile stimare il coefficente di consolidazione e di permeabilità orizzontale (ch , kh)

  23. Lettura C (in sabbie): misura pressione dell’acqua • in SABBIA C  Uomisura di Uo ( piezometro) • in ARGILLA C > Uoevidenzia u (i.e. non drenante) Schmertmann 1988 (DMT Digest No. 10, May 1988, Fig. 3)

  24. Molto robusto, può essere spinto in roccia tenera (spinta max 25 ton) Terreni adeguati per la prova DMT • Argilla, Limo e Sabbia (grani sono piccoli rispetto alla membrana D=60 mm). Passa in tratti ghiaiosi (strato  0.5 m). • Argille: Cu = 2-4 kPa - 1 MPa (marne) • Moduli: M = 0.5 - 400 MPa • Penetra velocemente e facilmente anche in terreni consistenti, purché spinta sufficiente (i.e. camion 20 ton)

  25. Il Dilatometro Sismico – SDMT • First SDMT in 1988 Hepton: “Shear wave velocity measurements during penetration testing”. Proc. Penetration Testing in the UK, ICE, 275-278 • Improved in 1997-1998 at Georgia Tech, Atlanta, USA (Martin & Mayne 1997-1999)

  26. Background and References Main SDMT Publications • S. Marchetti et al., “In Situ Tests by Seismic Dilatometer (SDMT)”, ASCE Geotechnical Special Publication, Book honoring Dr. Schmertmann 2008, 20 pp • D. Marchetti et al., “Experience with Seismic Dilatometer (SDMT) in various soil types”, ISC’3 Taipei 2008, 6 pp Internet: www.marchetti-dmt.it

  27. SDMT – Schema di funzionamento

  28. Hammer (Shear wave source)

  29. Δt = ritardo arrivo impulso traslare il segnale rosso all’indietro verso il segnale blu, finché non si ottiene la migliore sovrapposizione Calcolo automatico del ritardo Δt Algoritmo di Cross-correlazione

  30. Acquisizione delle onde sismiche

  31. SDMT Caratteristiche SDMT • Interpretazione di Vs • automatica • indipendente dall’operatore • ottenuta in tempo reale • Accuratezza (ritardo Δt) • true-interval (2 ricevitori invece che 1) • Stessa onda arriva ad entrambi i sensori • Trigger non influenza Δt • Segnali amplificati e digitalizzati in profondità  onde pulite  ritardo Δt ben condizionato • Tempi di esecuzione rapidi • no foro • no attesa cementazione

  32. SDMT  same-depth values of MDMT and GoSDMT (=f[Vs]) Risultati prova SDMT

  33. low GO/M high GO/M Mayne (2001) Ishihara (2001) Modulo di taglio massimo (da Vs) GO= ρ Vs2

  34. SDMT in terreni non-penetrabili Totani (2009) : misure SDMT in preforo riempito di sabbia La possibilità di questa metodologia discende dal fatto che: Il percorso dell’onda di taglio dalla superficie al ricevitore superiore e inferiore include un breve tratto nel riempimento sabbioso, di lunghezza molto simile per entrambi i ricevitori. Il tratto percorso in sabbia è di lunghezza simile

  35. Validazione Vs – normale penetrazione Vs – in foro riempito di sabbia (Totani) In terreno penetrabile entrambe procedure possibili risultati  coincidenti (solo Vs nei fori riempiti di sabbia - no dati DMT!) 36

  36. Confronto risultati prova SDMT con i risultati ottenuti da altri strumenti, in siti di ricerca internazionali

  37. Cu in Tokyo Bay Clay –Japan Geotechnical Research Center Kiso-Jiban Consultants Co., Tokyo Iwasaki K., Tsuchiya H., Sakai Y., Yamamoto Y. (1991). "Applicability of the Marchetti Dilatometer Test to Soft Ground in Japan", GEOCOAST '91, Sept. 1991, Yokohama 1/6

  38. Cu at Skeena Ontario –Canada DMT and Field Vane Mekechuk J. (1983). "DMT Use on C.N. Rail Line British Columbia", First Int.Conf. on the Flat Dilatometer, Edmonton, Canada, Feb 83, 50

  39. Cu at National Site Bothkennar –UK kPa 0 5 Z (m) 10 15 20 Nash et al., Géotechnique, June 1995, p. 173

  40. Cu at National Site FUCINO –ITALY kPa Z (m) Note the various Nc for CPT(U) A.G.I., 10th ECSMFE Firenze 1991 Vol. 1, p. 37

  41. Cu in 2 Malaysian Clays DMT and Field Vane Wong, J.T.F. & Dobie, M.J.D. 1990. Marchetti Dilatometer: Interpretation in Malaysian Alluvial Clays. Seminar on Geotechn. Aspects of the North-South Expressway, 5-6th Nov, pp. 87-96.

  42. Cu in Recife Clay – BrazilUniv. of Pernambuco Research Site 1 Coutinho et al., Atlanta ISC'98

  43. M in ONSOY Clay – NORWAY Norwegian Geotechnical Institute (1986). "In Situ Site Investigation Techniques and interpretation for offshore practice". Report 40019-28 by S. Lacasse, Fig. 16a, 8 Sept 86

  44. M in Tokyo Bay Clay - JAPAN Geotechnical Research Center Kiso-Jiban Consultants Co., Tokyo Iwasaki K, Tsuchiya H., Sakai Y., Yamamoto Y. (1991) "Applicability of the Marchetti Dilatometer Test to Soft Ground in Japan", GEOCOAST '91, Sept. 1991, Yokohama 1/6

  45. M in Bangkok Clay Seah and Rasheed – unpublished results SIMILAR CONCLUSIONS for M Generally satisfactory for everyday practice, w/o local correlations (clay)

  46. M at Sunshine Skyway BridgeTampa Bay – Florida (Schmertmann – Asce Civil Engineering – March 1988) World record span for cablestayed post-tensioned concretebox girder concrete construction da prove DMT: M 200 MPa (circa 1000 prove DMT) da prove di laboratorio: M 50 MPa dai cedimenti osservati: M 240 Mpa  DMT buona stima del modulo edometrico

  47. Vs at National Site FUCINO –ITALY SDMT (2004) SCPT Cross Hole SASW AGI (1991) Fucino-Telespazio Sito di ricerca nazionale (Italy) 2004 48

  48. Vs in UK-Italy-Poland Bothkennar (UK) Treporti-Venezia (Italy) Zelazny Most (Poland) Hepton (1988) Młynarek et al. (2006) McGillivray & Mayne (2004) 49

  49. Vs in Moss Landing – California USA Sito che ha subito liquefazione durante teremoto Loma Prieta (1989) Feb 2008

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