Monitoring and groundwater/gas sampling in sands densified with explosives

Abstract

RESUMEN: Este manuscrito presenta los resultados de un estudio de densificación de suelos en campo utilizando explosivos y realizado en un relleno sanitario localizado en Carolina de Sur, Estados Unidos; este estudio se realizó con el objeto de determinar los tipos de gases que se liberan y sus respectivas concentraciones in situ después del proceso de densificación. Se utilizó un sistema de sonda BAT para recolectar las muestras de aguas subterráneas y de gas en la mitad del estrato en estudio, así como para medir la evolución de las presiones del agua durante y después de la detonación de las cargas explosivas. Adicionalmente, se hicieron mediciones topográficas a través del eje central longitudinal de la zona de estudio después de cada explosión para medir la magnitud y la efectividad de esta técnica de densificación en depósitos de arena sueltas. Los resultados de este estudio mostraron que: a) el sistema de sonda BAT puede ser una técnica confiable para recolectar muestra de agua subterránea y gas en campo antes y después de la explosión; b) la masa de suelo afectada por la detonación de los explosivos licuó por un periodo de 6 horas, mientras el esfuerzo vertical efectivo alcanzó sus valores iniciales después de 3 días; y c) se observaron deformaciones verticales significativas en el área de estudio después de cada explosión, lo cual indica que la masa de suelo fue exitosamente densificada.

ABSTARCT: This paper presents the results of a blast densification field study conducted at a waste disposal landfill located in South Carolina, United States, to determine the type of gases released and their in-situ concentrations in the ground after blast densification. The BAT probe system was used to collect groundwater and gas samples at the middle of the targeted layer and to measure the porewater pressure evolution during and after the detonation of the explosive charges. In addition, standard topographic surveys along the centerline of the tested zones were conducted after each blast event to quantify the effectiveness of the blast densification technique to densify loose sand deposits. The results of this study show that: a) the BAT probe system is a reliably in situ technique to collect groundwater and gas samples before and after blasting; b) the soil mass affected by the detonation of the explosives fully liquefied over a period of 6 hours while the in-situ vertical effective stresses returned to their initial values after about 3 days; and c) significant induced vertical strains were observed in the blasting area after each detonation, indicating that the soil mass has been successfully densified.