Improved cone penetration test predictions of the state parameter of loose mine tailings

The most widely used in situ testing instrument for tailings storage facility (TSF) is the cone penetration test (CPT), which uses calibration chamber (CC) test data as the preferred method to correlate the soil's state with the CPT acquired data. Many, if not most, mine tailings are different from the soils historically used in CC studies (mainly sands). Moreover, these tests were conducted at denser states than typically found in TSFs. Additionally, CC tests cannot practically be performed for every new soil-specific project. For these reasons, practitioners usually perform numerical simulations to approximate these correlations. One of the most popular techniques for this is the spherical cavity expansion approach. This study compares novel small CC testing of two different silty mine tailings, and their respective spherical cavity expansion simulations. Since these simulations use the NorSand constitutive model, this study also presents the calibration process that includes the triaxial laboratory testing to calibrate the NorSand properties, and the corresponding iterative process to infer the additional plastic and elastic parameters of the model. Finally, an adjustment equation is introduced for the contractive state of these silty materials. Key words: CPT, silt, critical state, laboratory tests, numerical simulations L'instrument d'essai in situ le plus largement utilise pour les installations de stockage de residus (TSF) est l'essai de penetration au cone (CPT), qui utilise les donnees de l'essai en chambre d'etalonnage (CC) comme methode privilegiee pour correler l'etat du sol avec les donnees acquises par le CPT. Beaucoup, sinon la plupart, des residus miniers sont differents des sols historiquement utilises dans les etudes de CC (principalement des sables). De plus, ces essais ont ete realises dans des etats plus denses que ceux que l'on trouve generalement dans les TSF. De plus, les tests CC ne peuvent pratiquement pas etre realises pour chaque nouveau projet specifique au sol. Pour ces raisons, les praticiens effectuent generalement des simulations numeriques pour approximer ces correlations. L'une des techniques les plus populaires a cet egard est l'approche de l'expansion de la cavite spherique. Cette etude compare les nouveaux essais de petits CC de deux residus miniers limoneux differents, et leurs simulations respectives d'expansion de cavites spheriques. Comme ces simulations utilisent le modele constitutif NorSand, cette etude presente egalement le processus de calibrage qui comprend les essais triaxiaux en laboratoire pour calibrer les proprietes de NorSand, et le processus iteratif correspondant pour deduire les parametres plastiques et elastiques supplementaires du modele. Enfin, une equation d'ajustement est introduite pour l'etat de contraction de ces materiaux limoneux. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : CPT, limon, etat critique, tests de laboratoire, simulations numeriques
Introduction In the course of the last decade, the failure susceptibility of tailings storage facilities (TSFs) has generated concern around the world (Morgenstern et al. 2015, 2016; Jefferies et al. [...]