Assessment on Time Determination of Bender Element Test: Insights from FEM Simulations and Laboratory Methodology

Den initielle skjærmodulen, G0, er en viktig parameter i det geotekniske ingeniørfeltet, spesielt for å kunne forutsi jordens oppførsel under dynamisk og sykliske laster. Denne modulen er assosiert med tøyninger mindre enn 10^−5, et nivå der jord har en lineær elastisk oppførsel. Dette er nivået for tøyninger hvor Bender Element test apparatet operer. Ved å fastslå reisedistansen og reisetiden av S-bølgene, kan S-bølgehastigheten benyttes til å estimere og utlede den initielle skjærmodulen. Et fundamentalt problem ved Bender Element testing ligger i metodene for å bestemme reisetiden, som er veldig ømfintlige til tolkning. Denne masteroppgaven har som mål å identifisere faktorer som bidrar til varierende tolkninger av reisetiden. Denne masteroppgaven involverer både laboratorietester og en rekke av numeriske simuleringer for å studere faktorer som påvirker bestemmelse av reisetid ved Bender Element testing. Bender Element testene ble utført i et triaksial apparat på tre forskjellige prøver, med hjelp av NGI. Resultatene ble brukt til å validere modellene som ble laget med Element Metode programvaren, Plaxis 3D. Et script ble utviklet for å automatisere disse simuleringene på tvers av ulike senarioer, noe som åpner for undersøkelse av isolerte parametereffekter. Parametere som frekvens, Poissons tall og S-bølgehastighet ble vurdert, samt variasjoner i mesh fordeling og tilstedeværelsen av en vanncelle rundt prøvene. Resultatene ved simulering avslører at Bender Element testene er sensitive for parameter endringer. Den dynamiske moduluen er sterkt påvirket av mesh fordelingen, som påvirker graden av støy, men minimalt påvirker S-bølgehastigheten. Klare forskjeller i målt respons var observert om modellen var inkludert eller ekskludert en vanncelle. Frekvensvariasjoner hadde liten effekt på den målte S-bølgehastigheten. Parameteren med den største innflytelsen på resultatene var S-bølgehastigheten, som forventet, men bekrefter påliteligheten til den utviklede modellen. Klare avvik i S-bølgehastighet ble observert ved sammenligning av en spesifikk tidsbestemmelsesmetode. Sammenligning av resultater mellom laboratorietester og simuleringer med Plaxis 3D, ga generelt resultater som underestimerte skjærmodulen. Disse avvikene understreker behovet for videre forskning på å lage en presis prosedyre for å kunne nøyaktig fastslå den initielle skjærmodulen av jordprøver, ved bruk av Bender Element testing.