Shear wave measurements of the elasticity of the ground

Abstract

Shear waves provide a direct way of determining the dynamic shear modulus of the ground that is independent of Poisson's ratio. Two shear wave methods have been applied to determine in situ properties as a function of depth on three clay sites. The first method was that of shear wave refraction using a strong shear wave source and an enhancement seismograph. The second method measured the velocity of Rayleigh or surface waves generated by vibrators on the surface of the ground. In addition compression wave velocities were measured enabling the dynamic Poisson's ratio to be calculated. On all three sites the moduli were found to increase with depth. They were compared with semi-static values from plate tests and pressuremeter measurements. The comparisons were made by means of a generalized viscoelastic model based on published values of damping for clays as a function of strain. Les ondes de cisaillement permettent de déterminer directement le module de cisaillement dynamique du sol qui est indépendant du coefficient de Poisson. Deux méthodes faisant appel aux ondes de cisaillement ont été appliquées en vue de déterminer des propriétés in situ en fonction de la profondeur sur trois sites argileux. La première méthode était celle de la réfraction d'ondes de cisaillement à l'aide d'une puissante source d'ondes de cisaillement et d'un sismographe à amplification. La seconde consistait à mesurer la vitesse des ondes de Rayleigh ou des ondes de surface engendrées par des vibrateurs à la surface du sol. En outre, les vitesses des ondes de compression ont été mesurées, ce qui a permis de calculer le coefficient de Poisson dynamique. Pour les trois sites, les résultats ont montré que les modules augmentaient en fonction de la profondeur. Ces modules ont été comparés à des valeurs semi-statiques obtenues à partir d'essais a la plaque et d'essais pressiometriques. Les comparaisons ont été effectuées à l'aide d'une modèle visco-élastique généralisé, basé sur des valeurs publiées relatives à l'amortissement, obtenues pour des argiles, en fonction de la déformation.