Characteristics of the London Clay from the Terminal 5 site at Heathrow Airport

The innovative engineering approach adopted for the new Terminal 5 at Heathrow Airport called for an advanced investigation of the London Clay strata, including detailed in situ profiling and stress path laboratory testing on high-quality rotary-cored samples. Although the scope of the investigations exceeded that normally specified for conventional design, questions relating to the structure and anisotropy of stiffness and strength of the clay remained that could not be answered. Further research was required, and the deep excavations at the site provided the opportunity for a team from Imperial College to take multiple block samples from three depths, supplemented by two additional dedicated rotary-cored boreholes. Intensive research was performed at Imperial College on these samples, as described in three companion papers by Gasparre et al. and Nishimura et al. This overview paper integrates the findings from the recent research with those from the commercial investigation and with earlier studies to extend our understanding of the geology and key characteristics of this stiff clay, and their variation with depth. The influence of lithology, structure and destructuring is examined, and the practical implications of the work are discussed.

L'approche technique innovatrice adoptée pour le nouveau Terminal 5 de l'aéroport d'Heathrow demandait la réalisation d'une étude approfondie de la strate de London Clay (argile de Londres), comprenant un profil in situ détaillé et des essais de cheminement de contrainte effectués en laboratoire sur des échantillons de carottes de haute qualité extraites parla méthode de forage rotary. Bien que la portée des ces travaux dépassaient celle normalement spécifiée dans le cadre de la conception géotechnique conventionnelle, des questions relatives à la structure, l'anisotropie de la rigidité et la résistance de l'argile restaient sans réponse. Il s'avérait donc nécessaire de poursuivre la recherche dans ce domaine. Les excavations profondes sur le site ont donné à une équipe de l'Imperial College l'opportunité de prélever des échantillons de blocs multiples, issus de trois profondeurs, complétés par deux trous de forage dédiés creusés au moyen de la technique rotary. L'Imperial College a réalisé des travaux d'étude intensifs sur ces échantillons, comme décrit dans trois articles associés de Gasparre et al. et Nishimura et al. Cet article de revue intègre les observations de travaux de recherche récents avec celles de l'étude commerciale, ainsi que les études précédentes, pour approfondir notre compréhension de la géologie, des caractéristiques clés de cette argile raide et de leur variation en fonction de la profondeur. L'influence de la lithologie, de la structure et de la déstructuration y est examinée et les conséquences pratiques de ce travail sont discutées.