Use of in situ measurements of ground inclination for determining shallow elastic parameters

Abstract

We present the application of high-resolution ground inclination measurements to estimate some elastic properties in shallow stratified terrain. The direct problem for the solution of vertical and radial displacements under static loads is illustrated by means of the well-known Boussinesq problem for the elastic half-space. More realistic (stratified) configurations are taken into account by means of the stiffness matrix method proposed by Kausel and Roesset. In order to test our procedure some inclination surveys were performed in the virgin Texcoco Lake zone in Mexico City. Results are presented for the shear wave velocity and depth of the uppermost strata. A good fit between theoretical and observed inclinations was obtained. This leads to improved estimates of the ground parameters studied. Comparisons with results from independent seismic wave refraction profiles and cone resistance values validate our procedure. The agreement between the results from measurements of the ground surface inclination and results from other common, established techniques shows that the former technique provides a good estimate of ground elastic parameters. Nous montrons comment des mesures à haute résolution du pendage permettent d'estimer certains paramètres d'élasticité de couches superficielles stratifiées. Le probléme direct de la résolution des déplacements verticaux et radiaux sous l'effet de charges statiques est illustré à l'aide de la formule bien connue de Boussinesq pour la masse élastique semi-infinie. On tient compte de configurations stratifiées plus réalistes en utilisant la matrice de rigidité proposée par Kausel et Roesset (1981). Pour Vérifier notre méthodologie, nous avons effectué des relevés de pendage dans la zone vierge du lac Texcoco à Mexico. Nous présentons les résultats obtenus pour la vitesse de l'onde de cisaillement et la profondeur des couches superficielles. Les valeurs théoriques du pendage concordent bien avec les valeurs observées, ce qui veut dire que notre méthode permet d'estimer avec plus de précision les paramétres du terrain étudié.Elie est validée par des comparaisons avec les résultats d'études ind6pendantes de profils de réfraction des ondes sismiques et des valeurs de résistance en pointe. La concordance entre les résultats des mesures du pendage des couches superficielles et les résultats d'autres techniques bien établies montre que les premiéres offrent une bonne estimation des paramétres d'élasticité du sol.