Equivalent granular void ratio for characterization of Singapore's Old Alluvium

摘要

Characterization of the Old Alluvium (OA) Formation in Singapore is difficult due to its natural heterogeneity. The OA formation was deposited by a braided river system, and it exhibits a wide range of engineering properties. Its strength and stiffness at a given depth, within a few metres distance horizontally, may differ by an order of magnitude, and this cannot be explained by differences in void ratio alone. The formation consists of sand, silt, and clay particles in varying proportions with no consistent relation with depth. Since the majority of OA is sand mixed with fines (silt and clay), the concept of granular void ratio, which treats silt and clay particles as void, was first introduced to try to characterize the formation. Though the concept of the granular void ratio was more useful than that of the void ratio, it could not take into consideration the different contributions that nonplastic silt fines and plastic clay fines make to the shear strength and thus was found to be inappropriate for a natural soil such as OA. To deal with this problem, the relative contribution of different kinds of fines is incorporated through the concept of equivalent granular void ratio. The merit of equivalent granular void ratio for the characterization of mixed soil formations is demonstrated in this paper through the analysis of results from triaxial tests on in situ OA samples. Key words: natural soil, clayey sand, Singapore Old Alluvium, heterogeneity, granular void ratio. La caractérisation de la formation de vieux alluvions (VA) est difficile à cause de son hétérogénéité naturelle. La formation de VA a été déposée par un système de rivières en tresses et elle présente une large plage de propriétés mécaniques. Sa résistance et sa rigidité à une profondeur donnée, à l'intérieur de quelques mètres de distance horizontale, peut différer d'un ordre de grandeur, et cette variabilité ne peut pas être expliquée seulement par les différences dans l'indice des vides. La formation est constituée de particules de sable, de silt et d'argile en proportions variables sans relation avec la profondeur. Comme la majeure partie des VA est formé de sable mélangé avec des particules fines (silt et argile), le concept d'indice des vides granulaires qui considère les particules de silt et d'argile comme des vides a d'abord été essayé pour caractériser la formation. Quoique le concept d'indice des vides granulaires était plus utile que l'indice des vides, il ne peut pas prendre en compte la différente contribution à la résistance au cisaillement des particules fines non plastiques de silt et les particules fines plastiques d'argile, et en conséquence, on a trouvé que cet indice n'était pas approprié pour un sol naturel tel que les VA. Pour traiter ce problème, la contribution relative de différentes particules fines est incorporée au moyen du concept d'indice équivalent des vides granulaires. On démontre dans cet article la valeur de l'indice des vides granulaires équivalent pour la caractérisation des formations de sols mélangés au moyen de l'analyse des résultats des essais triaxiaux sur des échantillons de VA in situ.Mots clés : sol naturel, sable argileux, vieux alluvions de Singapour, hétérogénéité, indice des vides granulaires. [Traduit par la Rédaction]