Caracterizarea formatiunilor aluviale ale Dambovitei pe baza investigatiilor geotehnice si geofizice

Depozitele aluviale ale Dambovitei reprezinta formatiunile geologice cele mai noi, care se extind pe ambele parti ale cursului regularizat al raului. In regim de curgere natural, conditiile depozitionale au fost foarte variate, astfel ca depozitele rezultate sunt neuniforme din punct de vedere sedimentologic si implicit geotehnic. Vom prezenta in mod comparativ rezultatele investigatiilor geotehnice si geofizice executate pe trei locatii amplasate in zona de lunca, care ilustreaza variabilitatea proprietatilor geotehnice si geofizice in cadrul aceleiasi unitati geologice, pe distante relativ reduse. Sunt aplicate si adaptate conditiilor specificate mai multe relatii citate in literatura internationala intre vitezele undelor transversale si densitate, pe de o parte, si rezistenta la penetrare dinamica standard, pe de alta parte. Rezultatele permit interpretarea si extrapolarea mai precisa a rezultatelor acestor investigatii atat in plan orizontal, cat si in adancime.

Cele trei perimetre studiate, notate generic „A”, „B” si „C”, sunt amplasate in fosta albie majora a raului, la mica distanta de cursul regularizat al Dambovitei (fig. 1). Lucrarile de investigatie necesare stabilirii conditiilor de fundare au constat in foraje geotehnice de maximum 70 m adancime, incercari de penetrare dinamica standard in foraj, prelevare de probe si analize geotehnice de laborator precum si investigatii geofizice de tip crosshole si downhole care au furnizat valori ale undelor seismice principale si secundare.

Analizele comparative asupra proprietatilor geotehnice si geofizice s-au facut diferentiat pentru fiecare nivel litologic interceptat, si anume: nivelul coeziv superior (7-9 m), nivelul „pietrisurilor de Colentina” (13-30 m) si nivelul coeziv „intermediar” (15-40 m).

Profilele seismice ale undelor transversale utilizate in analizele comparative sunt redate grafic in figura 2, iar valorile lor medii ponderate, calculate pentru adancimile de 25 m, respectiv 40 m, sunt prezentate in Tabelul 1.

ANALIZA COMPARATIVA A DATELOR V_s – ρ

Estimarea densitatii nivelelor sedimentare este, in cazul depozitelor necoezive, o sarcina dificila, astfel incat evaluarea realista a acestui parametru in mod indirect, pe baza corelatiilor locale intre determinarile de laborator si rezultatele diverselor investigatii in situ, reprezinta un deziderat uneori dificil de atins.

Densitatea rocilor in general poate fi determinata in functie de vitezele undelor transversale si adancimea masuratorilor pe baza urmatoarei relatii:

ρ = 0,85 log(V_s) – 0,16 log(z)  (2.1)

Pentru doua dintre cele trei amplasamente (A, C,) compararea valorilor calculate cu cele determinate in situ, asa cum este redata grafic in figura 3, atesta valabilitatea partiala a acestei relatii in cazul depozitelor aluviale studiate.

In cele ce urmeaza s-a procedat la analiza diferentiata a relatiei 2.1 pe fiecare nivel litologic si s-au generat in mod analitic mai multe ecuatii de estimare a densitatii in functie de V_s, formule ce sunt redate in Tabelul 2 si sunt reprezentate grafic in figurile 4 si 5.

Analiza reprezentarilor grafice din figurile 4 si 5 permite exprimarea urmatoarelor observatii referitoare la gradul de aplicabilitate al ecuatiei 2.1 si a celor propuse in cazul depozitelor de lunca analizate:

• in cazul nivelului coeziv superior, folosirea ecuatiei 2.1 nu este recomandata, aceasta conducand la valori semnificativ mai mari ale densitatii decat cele masurate, in timp ce relatiile propuse 2.3 si 2.6 genereaza valori mai apropiate de cele obtinute prin analize de laborator;
• pentru pietrisurile de Colentina, relatia 2.1 este adecvata, aproximand in mod satisfacator valorile densitatii, ca si relatiile propuse 2.9 si 2.10;
• in ceea ce priveste nivelul coeziv intermediar, relatia 2.1 este doar partial adecvata, in timp ce relatiile propuse 2.12 si 2.13 aproximeaza foarte bine trendul valorilor masurate.

ANALIZA COMPARATIVA A DATELOR V_s-N_SPT

Studierea relatiei dintre viteza undelor seismice transversale (V_s) si rezistenta la penetrare dinamica standard (N_SPT) a constituit un subiect de larg interes pe plan international in ultimele cinci decenii, astfel ca in prezent sunt disponibile un mare numar de corelatii ale celor doua variabile, valabile pentru depozite coezive si necoezive.

In acest studiu de caz, am ales sa verificam aplicabilitatea a cinci astfel de corelatii preluate din literatura si am propus doua relatii noi pentru perechile de valori masurate V_s-N_SPT aplicate nivelului „pietrisurilor de Colentina” (fig. 6). Relatiile sunt prezentate analitic in Tabelul 3 si reprezentate grafic in figura 7.

Ca urmare a  diferentei semnificative intre valorile medii ponderate ale vitezelor V_s inregistrate pe amplasamentele A si B in comparatie cu amplasamentul C, s-a considerat potrivita aplicarea relatiilor 3,1÷3,5 in mod diferentiat, motiv pentru care reprezentarile grafice ale valorilor V_s masurate si calculate sunt redate in figurile 8 si 9.

Analiza vizuala a valorilor calculate atesta faptul ca, in cazul depozitelor aluviale de tipul celor de pe amplasamentele A si B, relatia 3.1, ca si relatia propusa, ofera valori acceptabile V_s(N_spt), in timp ce pentru amplasamentul C nicio relatie preluata din literatura nu este potrivita, iar relatia propusa conduce la rezultate ce se incadreaza in limitele valorilor masurate. In scopul cuantificarii gradului de aplicabilitate al acestor relatii in cazul depozitelor de lunca, s-a procedat la calculul diferentelor intre valorile calculate si cele masurate (ΔV_s), al mediilor modulelor lor (X_m) si al abaterii medii patratice (s_x).

Rezultatele sunt reprezentate grafic in figura 10 si confirma observatiile anterioare.

CONCLUZII

Variabilitatea depozitionala a aluviunilor recente ale raului Dambovita face ca estimarea parametrilor geotehnici si geofizici pe baza relatiilor de corelare disponibile in literatura internationala sa fie uneori eronata. Din acest motiv, elaborarea unor corelatii cu aplicabilitate locala, la scara unei formatiuni geologice si geomorfologice cu extindere limitata, ar trebui sa devina un subiect de conlucrare intre membrii comunitatilor profesionale implicate. Precizia acestor corelatii depinde de acuratetea investigatiilor dar si de volumul bazei de date disponibile. Pornind de la aceste considerente, studiul de caz prezentat a avut ca scop verificarea aplicabilitatii unor formule preluate din literatura si propunerea unor relatii specifice de corelatie intre parametri geotehnici si geofizici, specifici unitatii mentionate. Au fost initiate prin regresie liniara multidimensionala 13 relatii de estimare a densitatii pe baza vitezelor undelor transversale (5 pentru depozitele coezive superioare, 4 pentru pietrisurile de Colentina si 3 pentru nivelul coeziv intermediar), respectiv 2 relatii de estimare a vitezelor undelor transversale in functie de rezistenta la penetrare dinamica standard, a caror reprezentativitate se limiteaza strict la unitatile geomorfologice specificate de pe teritoriul Municipiului Bucuresti.

BIBLIOGRAFIE

[1] Bala A., Balan St., Ritter J. R. R., Hannich D., Rohn J., Linear modelling of seismic site effects in Bucharest City, Romania, in the frame of NATO SfP Project 981882, (2009);

[2] Mayne P. W, Schneider J. A., Small- and large-strain soil properties from seismic flat dilatometer tests, Proc. Prefailure Deformation Characteristics of Geomaterials, Jamiolkowski et al. editors, Torino, 419-426, (1999);

[3] Seed H. B., Idriss I. M., Evaluation of liquefaction potential sand deposits based on observation of performance in previous earthquakes, ASCE National Convention, Missouri, pp 81-544, (1981);

[4] Imai, T., K. Tonouchi., Correlation of N-value with S-wave velocity, Proc. 2nd Euro. Symposium on Penetration Testing, pp. 67-72, (1982);

[5] Imai T., Yoshimura Y., Elastic wave velocity and soil properties in soft soil, Tsuchito-Kiso 18(1): 17-22. (1970);

[6] Yokota K., Imai T., Konno M., Dynamic deformation characteristics of soils determined by laboratory tests, OYO Tee. Rep. 3, p. 13, (1991);

[7] Jafari M. K., Asghari A., Rahmani, I., Empirical correlation between shear wave velocity (V_s) and SPT-N value for south of Tehran soils, Proc. 4th International Conference on Civil Engineering, Tehran, Iran (In Persian), (1997).

(Lucrare prezentata in cadrul celei de-a XIV-a Conferinte Nationale de Geotehnica si Fundatii CNGF, Bucuresti, 2-3 iunie 2021)

Autori:
conf. dr. ing. Mihaela Stanciucu, lect. dr. ing. Irina Mircea – Universitatea din Bucuresti
ing. Adrian M. Diaconu – GEOTESTING C.I.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 192 – iunie 2022, pag. 46