Explosive compaction: design, implementation and effectiveness

Although used for over 70 years, Explosive Compaction (EC) has not attained widespread acceptance despite the attraction of low cost and ease of treating large depths. Lack of familiarity with the method, and an empirical design approach unrelated to theory, appear the primary cause for reticence in adopting EC. To alleviate these concerns, practical design considerations for EC based on detailed experience from nine applications and trials are presented here to illustrate the predictable and repeatable effectiveness of EC. Design is based on cavity expansion theory. EC readily gives volume changes 2–3 times larger than might occur under large earthquake motions, with final average relative densities often greater than 70%. Further, environmental and vibration control issues do not constrain the use of EC provided that appropriate explosives and delayed detonation sequences are used. As pronounced post-blast time effects are evident in penetration testing, evaluation of the effectiveness of EC should be based on a combination of pre- and post-blast penetration testing and volume change measurements.

• INTRODUCTION

• TYPICAL GROUND RESPONSE DURING EXPLOSIVE COMPACTION

• THEORY

• PRACTICAL CONSIDERATIONS

• TYPICAL DENSIFICATION RESULTS ACHIEVED

• ASSESSMENT OF DENSIFICATION AND TIME EFFECTS

• ENVIRONMENTAL ISSUES

• CONCLUSIONS

• ACKNOWLEDGEMENTS

• NOTATION

• REFERENCES

Bien qu'utilisée depuis plus de 70 ans, la méthode de compactage aux explosifs (CE) n'est pas encore acceptée de manière universelle malgré son faible coût et son efficacité pour les grandes profondeurs. Cette méthode est mal connue et la cause principale de cette réticence à l'adopter semble être son caractère empirique, dissocié de la théorie. Pour apaiser les craintes, et pour prouver son efficacité prévisible et reproductible, nous présentons ici les fondements pratiques de la méthode CE en nous basant sur une expérience détaillée dérivée de neuf applications et essais. Le principe repose sur la théorie de l'expansion de cavité. La méthode CE produit des changements de volume de 2 à 3 fois plus importants que ceux qui peuvent se produire pendant les forts mouvements sismiques, avec des densités relatives moyennes finales souvent supérieures à 70%. De plus, les questions d'environnement et de contrôle des vibrations ne limitent pas l'utilisation de la méthode CE du moment qu'on emploie des explosifs appropriés et des séquences de détonation à retardement. Etant donné que des effets de temps prononcés post-explosion sont évidents dans les essais de pénétration, l'évaluation de l'efficacité de la méthode CE devra être basée sur une combinaison d'essais de pré et post explosion et de mesures des changements de volume.