Effect of fines content on CPT resistance in silty sands

Abstract

The effect of fines content on cone penetration resistance and excess pore water pressure is not entirely known yet. In this study, CPTu, SCPT, and DPPT tests in a fixed wall laminar box were carried out to understand the effect of fines content with different relative densities on cone penetration resistance and excess pore water pressure in clean sand and sand with 5, 15, and 35 percent silty. This study was investigated by using the normalized penetration rate. The effect of normalized penetration rate accounted with penetration rate and coefficient of consolidation on drainage conditions and the value of transition from partially drained to drained conditions were investigated. According to the experimental data results, the effect of fines content on the coefficient of volume compressibility is minimal. However, as the fines content increase, the permeability and the coefficient of consolidation decrease considerably. The normalized cone penetration resistance decreases when the fines content increases in clean sand and silty sands at the same relative densities. When the relationship between normalized penetration rate and normalized cone penetration resistance is examined instead of only the fines at the same relative densities, the normalized cone penetration resistance decreased with the increasing normalized penetration rate. Due to a decrease in the coefficient of consolidation or an increase in the penetration rate, silty sands have a longer dissipation time of excess pore water pressure than clean sand. Hence, the clean sand remains drained, and the silty sands remain partially drained.

İnce dane muhtevasının koni penetrasyon direnci ve aşırı boşluk suyu basıncı üzerindeki etkisi henüz tam olarak bilinmemektedir. Bu çalışmada, temiz kum ve yüzde 5, 15 ve 35 siltli kumlarda farklı relatif sıkılıklara sahip ince dane muhtevasının koni penetrasyon direnci ve aşırı boşluk suyu basıncı üzerindeki etkisini anlamak için sabit duvarlı laminer kutuda CPTu, SCPT ve DPPT testleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma normalleştirilmiş koni penetrasyon hızı ile araştırılmıştır. Penetrasyon hızı ve konsolidasyon katsayısı ile hesaplanan normalize penetrasyon hızının drenaj koşulları üzerindeki etkisi ve kısmen drenajlı koşullardan drenajlı koşullara geçiş değeri araştırılmıştır. Deneysel veri sonuçlarına göre, ince dane muhtevasının hacim sıkıştırılabilirlik katsayısı üzerindeki etkisi minimumdur. Ancak ince dane muhtevası arttıkça geçirgenlik ve konsolidasyon katsayısı önemli ölçüde azalır. Normalleştirilmiş koni penetrasyon direnci, aynı relatif sıkılıklarda temiz kum ve siltli kumlarda ince dane muhtevası arttığında azalır. Normalize penetrasyon hızı ile normalize koni penetrasyon direnci arasındaki ilişki, sadece aynı relatif sıkılıklardaki ince dane muhtevasının yerine incelendiğinde, normalize penetrasyon hızının artması ile normalize koni penetrasyon direnci azalmıştır. Konsolidasyon katsayısındaki düşüş veya penetrasyon hızındaki artış nedeniyle, siltli kumlar, temiz kuma göre aşırı boşluk suyu basıncını daha uzun sönümleme süresine sahiptir. Bu nedenle, temiz kum drenajlı olarak kalır ve siltli kumlar kısmen drenajlı halde kalır.