CORRELATING PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF SOIL WITH DYNAMIC PENETRATION TESTS

Issam Mohamed Abdelhamid, Mohamed; Gabr, Adel K; Mehdi, Hisham Arafat; Arab, Mohamed G

doi:10.21608/auej.2022.233755

CORRELATING PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF SOIL WITH DYNAMIC PENETRATION TESTS

Document Type : Original Article

Authors

¹ MSc. Student, Structural Engineering Department, Faculty of Engineering, Mansoura University

² Structural Engineering Department, Faculty of Engineering, Mansoura University, Mansoura, Egypt

³ Ex. Minister of Transport, V. chairman of Board of Trustees, Future University New Cairo, Egypt.

⁴ Civil and Environmental Engineering Department, College of Engineering, University of Sharjah, Sharjah, UAE.

10.21608/auej.2022.233755

Abstract

Penetration testing is one of the indirect in-situ testing techniques that used to classify and characterize the soil. Penetrometers in general are divided into two broad groups, the simplest are dynamic penetrometers. In these penetrometers, dynamic energy is applied on rods using repeated blows of a drop weight. Dynamic probes are considered an economical approach compared direct drilling. Different types of dynamic probing have been used in the literature depending on to the mass and the energy used of the hammering. This study presents a statistical study to investigate the possibility of utilizing the dynamic cone penetration test to evaluate the shear strength parameters of cohesive and non-cohesive soils. A series of dynamic probing (DP) were collected from different sites in Egypt and United Arab Emirates. A mathematical correlation equations are proposed in this study by regression analysis for the non-cohesive soils to predict the soil relative density and friction angle and the un-drained shear strength of cohesive soil based on the penetration number from the collected database. From the literature there is a great variety of types of the dynamic penetrometers, but some countries follow the German standards (DIN). Yet there don’t exist correct correlations between the results of penetration testing and soil mechanical parameters. This paper is an attempt to provide mathematical correlations can be very useful to predict the soil shear strength parameters for shallow soils in order to choose the foundation level and to predict soil bearing capacity.
نظرا لسهولة ورخص تکلفة استخدام جهاز االختراق بالمخروط الديناميکي والتي تعطينا توصيف مستمر لقطاع التربة فان إيجاد عالقات تجريبيه تأکيديه ظل في اهتمام الکثير من الباحثين في مجال الهندسة الجيوتقنية ولذلک فإن في هذا البحث تم الترکيز على استنتاج معادالت ارتباط مع معامالت القص الخاصة بالتربة المتماسکة أو المفککة وذلک حتى أعماق مختلفة عن تأثير األجهزة ذات التوصيف الثقيل واللذ ي تصل وزن مطرقته ل 50 کجم تقريبا والثقيل جدا يصل وزن مطرقته ل 5.63 کجم تقريبا وهو ما يسهل مقارنتها بالجسات والقادرة على االختراق في هذه األعماق وذلک اعلى واسفل منسوب المياه الجوفية والذي تختلف فيه قيم القراءات بشکل کبير وتم ذلک عن طريق جمع نتائج اختراق للمخروط الديناميکي ونتائج االختراق القياسي ومعامالت القص المختلفة والمستنتجة من تقارير الجسات بمشاريع مختلفة داخل مصر وباالمارات العربية المتحدة. المعادالت الرياضية المستنتجة ذات معامالت ارتباط عالية جدا مما يعطي دالالت تأکيدية لتوصيف التربة الرملية والطينية مع ضرورة مراعاة تصحيح قراءات االختراق للتربة الطينية أسفل منسوب المياه الجوفية وذلک لتأثير کل من االحتکاک وضغط المياه البينية بين حبييبات التربة المتماسکة.

Keywords

Main Subjects