Stochastic evaluation of static liquefaction in a predominantly dilative sand fill

The paper investigates the potential for liquefaction in a predominantly dilative hydraulic sand fill, and, in particular, whether pockets of loose material could have been instrumental in the failure of the Nerlerk underwater berm. This has been achieved stochastically, by linking random field theory for modelling spatial variability with finite elements for computing geostructural response. Specifically, a double-hardening soil model has been calibrated against data from 74 triaxial tests on Erksak sand, for a wide range of sand states, while state parameter statistics have been derived from 71 cone penetration tests from two Beaufort Sea sand islands. Multiple realisations of structural performance have then been carried out, by generating univariate random fields of state parameter, from which the soil model parameters have been inferred. The results demonstrate that it may be possible for a predominantly dilative fill to liquefy, due to the presence of semi-continuous loose zones arising from deposition-induced anisotropy.

• INTRODUCTION

• MODELLING SPATIAL VARIABILITY

• OUTLINE OF STOCHASTIC APPROACH

• STAGE 1: DATA PREPARATION

• STAGE 2: ANALYSIS

• STAGE 3: EVALUATION

• CONCLUSIONS

• ACKNOWLEDGEMENTS

• APPENDIX 1. STRESS AND STRAIN INVARIANTS

• APPENDIX 2. CPT INTERPRETATION OF BEEN et al

• REFERENCES

Cet exposé étudie le potentiel de liquéfaction d'un remblai de sable hydraulique en prédominance dilatif et, en particulier, nous cherchons à savoir si des poches de matières libres pourraient avoir été la cause de la rupture de la berme sous-marine de Nerlerk. Ceci a été réalisé de manière stochastique en reliant à des éléments finis une théorie de champs aléatoire servant à modéliser la variabilité spatiale afin de calculer la réponse géostructurale. Spécifiquement, un modèle de sol à double durcissement a été calibré selon les données de 74 essais triaxiaux sur le sable d'Erksak pour une vaste gamme d'états sableux et nous avons dérivé des statistiques de paramètre d'état de 71 CPT venant de deux îles de sable de la mer de Beaufort. De multiples réalisations de performance structurale ont été effectuées en produisant des champs univariant aléatoires du paramètre d'état, d'où nous avons déduit les paramètres du modèle de sol. Les résultats montrent qu'il peut être possible, pour un remblai en prédominance dilatif, de se liquéfier en raison de la présence de zones libres semi-continues venant d'une anisotropie provoquée par la déposition.