Assessing the practicality of the centrifuge method for 1-D consolidation

Abstract

Conventional laboratory consolidation tests usually take weeks to conduct, depending on the field loading conditions. While centrifuge consolidation has been proven to shorten this period significantly, no attempt has been made to introduce this method to the professional community because the centrifuges are very large and are, for the most part, utilized only by scientists. The aim of this investigation is to illustrate the feasibility of using the centrifuge consolidation test as a practical tool to estimate the consolidation behavior of natural soils by employing a miniature centrifuge apparatus. Thirty-two soil samples were subjected to 1-D conventional and centrifuge consolidation tests. An empirical relationship was established between the two different consolidation techniques to predict the consolidation behavior. The consolidation curves of the 32 soil samples computationally-obtained from the centrifuge method were in good agreement with those obtained by the conventional method, hence it is possible to determine the recompression and compression indices with reasonable accuracy. The only practical limitation with the proposed apparatus is the determination of the consolidation coefficient; this part of the research remains in progress.

Résumé

Les essais conventionnels oedométriques de laboratoire demandent des semaines pour leur réalisation, suivant les conditions de chargement à reproduire. Alors qu’il est prouvé que la consolidation des sols par centrifugation permet de raccourcir le temps d’essai de façon significative, aucune tentative pour introduire cette technique dans le milieu professionnel n’a été faite car les centrifugeuses sont de gros appareils et sont, pour la plupart, utilisées uniquement par les scientifiques. Le but de cette recherche est d’illustrer la faisabilité d’un essai de consolidation, avec une centrifugeuse miniature, pour estimer la compressibilité des sols. Trente-deux sols ont été soumis à l’essai oedométrique conventionnel et au test de consolidation à la centrifugeuse. Des relations empiriques ont été établies entre les résultats de ces deux essais. Les courbes de consolidation des 32 sols, dérivées par calcul de l’essai à la centrifugeuse, étaient en bon accord avec celles obtenues par la méthode conventionnelle, permettant ainsi de déterminer les indices de recompression et de compression avec une précision raisonnable. La seule limitation pratique, avec l’appareil proposé, est la détermination des coefficients de consolidation, cet aspect de la question faisant encore l’objet de recherches.