CONE PENETRATION TESTING - CPTU

• 10 cm2 og 15 cm2 sonder med poretryksmålere• Autotolkning af geologi og jordparametre (γ, cu,

Dr, φ‘, E’)

SEISMISK CPTu - SCPTu

SEISMISK DILATOMETER - SDMT

PRØVEUDTAGELSE - MOSTAP

ICONE MAGNETO

• Seismisk dilatometer kombinerer flat dilatometer og seismiske sensorer• Small strain og working strain stiffness bestemmes – to punkter på G-γ kurven• Udledning af Vs, G0, M, Cu, OCR og K0

• Med MOSTAP prøveoptager kan der udtages jordprøver

• Alternativ til boringer

• Omkostningseffektivt

• Icone Magneto kan angive metalgendstande i jorden

• Unexploded ordnance (UXO)

• Jordankre

• Bund af spunsjern

• Bund af pæle

• Kombinerer CPT målinger (qc, fs, u) og seismiske målinger

(Vs) i samme undersøgelsespunkt

• In situ måling af jordens stivhed

• Udledning af Vs, G0

• Value for money

Seismisk CPTu – en del af en god geoteknisk undersøgelseGiver information om jordens stivhed og dynamiske egenskaber:

• Der opnås et Vs-profil, typisk med 0,5 eller 1,0 meter interval

• Direkte mål for jordens dynamiske egenskaber og jordens stivhed målt in situ

• Stivhedsparametre som G0 og E0 kan udledes

• Kombinerer CPT målinger (qc, fs, u) og seismiske målinger (Vs) i samme

undersøgelsespunkt omkostningseffektivt

• Enkelt, pålideligt, billigt

• Anvendt i mere end 35 år (bare ikke i Danmark… endnu)

SCPTu til bestemmelse af Vs og G0 i meget løst – løst sand

Vindmølleprojekt:• 20 SCPTu forsøg udført for 10 vindmøller

• Meget løst siltet sand

• 2 forsøg pr. vindmølle

• Minimum 500 m imellem hver mølleplacering

• Repetérbar data

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

9,5

10,0

1 10 100 1000

Dep

th [m

]]

Vs [m/s]

5C

5D

6C

6D

7C

8C

8D

10C

10D

14C

14D

15C

17C

17D

18C

18D

19C

19D

20C

20D

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

9,5

10,0

1 10 100 1000

G0 [MPa]

5C

5D

6C

6D

7C

8C

8D

10C

10D

14C

14D

15C

17C

17D

18C

18D

19C

19D

20C

20D

Seismiske signaler – Flow chart CPT TEST

Geo SCPTu udviklingsprojekt – repetérbar data i høj kvalitet

Soil Legend:

Gmax, Vs (P.K Robertson, Interpretation Of

Cone Penetration Tests - A Unified Approach,

Can Geotech Journal 2009)

References:

Sand

Clay

General Notes:

Onshore hammer

Offshore hammer

Unit weight (γ) - Mayne 2001

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

0 4 8 12 16 20

qc [MPa]

C2-CPT1

C2-CPT2

C2-CPT3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

0 100 200 300 400 500

G0 [MPa]

Onshore hammer_SCPT1

Onshore hammer_SCPT2

Onshore hammer_SCPT3

Offshore hammer_SCPT1

Offshore hammer_SCPT2

Offshore hammer_SCPT3

C2-CPT1_Cor rel. (Rober tson 2009)

C2-CPT2_Cor rel. (Rober tson 2009)

C2-CPT3_Cor rel. (Rober tson 2009)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

11 13 15 17 19 21 23 25

γ [kN/m3]

Onshore hammer_Corr_SCPT1

Onshore hammer_Corr_SCPT2

Onshore hammer_Corr_SCPT3

Offshore hammer_Corr_SCPT1

Offshore hammer_Corr_SCPT2

Offshore hammer_Corr_SCPT3

Unit Weight (BH1)

Characteristic γ (18.5 kN/m3)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

0 100 200 300 400 500

De

pth

be

low

gro

un

d [

m]

Vs [m/s]

Onshore hammer_SCPT1

Onshore hammer_SCPT2

Onshore hammer_SCPT3

Offshore hammer_SCPT1

Offshore hammer_SCPT2

Offshore hammer_SCPT3

C2-CPT1_Cor r_(Robertson 2009)

C2-CPT2_Cor r_(Robertson 2009)

C2-CPT3_Cor r_(Robertson 2009)

SCPTu tests performed with

1 m distance between the

tests

Vs is derived in SPAS using

cross correlation.

G0 = ρ · Vs^2 ,

ρ = soil density = γ/9.81

Anvendelse af Seismisk CPTu

Byggegruber

• Udgravning i tæt bebyggelse kræver ofte avancerede jordmodeller

• FE værktøjer med avancerede jordmodeller der tager højde for small strain

stiffness, kan give et mere retvisende billede af deformationer og sætninger. I

disse modeller er stivheden ved små tøjninger styret af forskydningsmodullet ved

små tøjninger G0

• Resultatet af en numerisk analyse er dog aldrig bedre end kvaliteten af

input - derfor er en god parameterfastsættelse vigtigere end nogensinde

før.

• SCPTu giver et seriøst bud på G0

Jernbaner

• Hastighedsopgradering af jernbanestrækninger

• Resonans i spor på jernbanestrækninger gennem blødbundområder

• Jordens forskydningshastighed Vs er en afgørende parameter til

vurdering af den kritiske hastighed

• Seismisk CPT giver et seriøst bud på Vs

Vindmøller

• Soil dynamics

• Fundamentsdesign

• Verificering af

vindmøllefundamenters stivhed

iht. DNV/Risø

Anvendes ved design af konstruktioner, hvor jordens meget

høje stivhed ved meget små tøjninger kan tages i regning.

G0 = ρ· Vs2 G

Med seismisk CPTu (SCPTu) opnås

• Jordens forskydningshastighed Vs – en af de væsentligste dynamiske jordparametre

• Et direkte mål for jordens stivhed målt in situ

• Stivheder ved meget små tøjninger, G0 = ρ·Vs2 – afgørende parameter i soil dynamics

• Værdifulde input til avancerede jordmodeller for design og deformationsanalyser

• Værdifulde input til vurdering af cyclic liquefaction

• Værdifulde input til Earthquake engineering

• Kombinerer CPT målinger (qc, fs, u) og seismiske malinger Vs

E0 = 2G0 (1+ν) ~ 2,4G0

Vs afhænger bl.a. poretal, mineralogi, overlejringstryk, OCR,

og bør derfor bestemmes ud fra målinger on site, fx vha.

SCPT

Link til andre stivhedsparametre

Med SCPTu måles både small strain (Vs) og large strain (qt)

response

Kontrol af CPTu udstyr og forsøgGeos kontrolsystem:

• Kontrol med kalibreringsdato og forsøgsmetre

• Egne kalibreringsfaciliteter

• CPT operatører foretager feltcheck af CPT sonder i felten

• Målinger observeres af CPT operatører imens forsøget pågår. I tilfælde af upålidelige målinger kontrolleres sonden ved felt check

• Nul-punktsafvigelser registreres. I tilfælde af uacceptable afvigelser kontrolleres sonden ved feltcheck

• Forsøgsresultater fremsendes løbende til geotekniker, som kontrollerer forsøgsresultater imens feltarbejdet pågår

• CPTu udstyr og forsøgsprocedure er iht. ISSMGE og DS/EN ISO 22476-1, 2012

Feltcheck af CPTu sonder

Der foretages kontrol af CPT sonde i felten ved

• Opstart af nyt projekt

• Når en ny sonde tages i brug

• Utroværdige forsøgsresultater

Kontrol af:

• Spidsmodstand, qc

• Kappemodstand, fs

• Poretryk, u

Uden korrekte poretryksmålinger er et CPT forsøg ikke meget værd

• Mætning af

poretrykfiltre og CPT

sonde

• Evakuering af CPT

sonde før forsøg (sonde

i vacuumkammer)

• Løbende udskiftning af

poretryksfiltre

Uden den fornødne dokumentation/kalibrering er et

CPTu forsøg lige så lidt værd som et dårligt udført

vingeforsøg. Som alle andre feltforsøg skal man

være omhyggelig, hvis forsøget skal være

retvisende.

Der bør som minimum stilles krav til:

• Kalibrering

• Feltcheck

• Application class (udstyr,

procedure, nøjagtighed)

• Nul-punktafvigelser

Prøveudtagning fra CPT-rig

Fra CPT-riggen kan der med MOSTAP prøveoptager udtages jordprøver med op til 1,0 m recovery

Fordele

• Simpel, hurtig og effektiv metode til udtagning af jordprøver i høj kvalitet

• Nedpresses med 20 mm/sek. fra CPT-rig

• Hurtig geologisk bedømmelse af dybereliggende jordlag

• Alternativ til boringer

• Omkostningseffektivt