Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2006 / Cilt: 21 - Sayı: 4

Comparison of Casagrande and cone penetration test for the determination of the liquid limit of natural soils

Doğal zeminlerin likit limitinin belirlenmesinde Casagrande ve koni batma yöntemlerinin karşılaştırılması

Pages
711–720
Publication Date
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

According to the results of test, it was determined that the cone penetration test yields higher liquid limit values than the Casagrande method in the range of 0.2 % and 22 %.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:The measurement mechanism of Casagrande and cone penetrometer methods which are used for the determination of liquid limit that is a measure of undrained shear strength of soils are different from each other.
📊
Key Findings & Data:Generally cone penetration method yields higher liquid limit values in soils where liquid limit is lower than 100 % (kaolinitik soils), whereas Casagrande method gives higher liquid limit values soils where liquid limit is higher than 100 % (montmorillonitic soils).
💡
Conclusion & Impact:According to the results of test, it was determined that the cone penetration test yields higher liquid limit values than the Casagrande method in the range of 0.2 % and 22 %.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

The measurement mechanism of Casagrande and cone penetrometer methods which are used for the determination of liquid limit that is a measure of undrained shear strength of soils are different from each other. In the Casagrande method the viscous shear resistance is effective. However in cone penetrometer method the frictional shear resistance is effective. For this reason, the liquid limit values obtained with these methods are different from each other. Generally cone penetration method yields higher liquid limit values in soils where liquid limit is lower than 100 % (kaolinitik soils), whereas Casagrande method gives higher liquid limit values soils where liquid limit is higher than 100 % (montmorillonitic soils). In this study, the liquid limit values of 13 natural soils that were taken from Ankara and different regions of Turkey whose liquid limit values are lower than 100 % were compared. According to the results of test, it was determined that the cone penetration test yields higher liquid limit values than the Casagrande method in the range of 0.2 % and 22 %. As a result, in this study the mechanisms that cause different liquid limit values in cone penetration and Casagrande tests where discussed and the importance of these differences geotechnical applications was expressed. In addition, linear regression analyses were performed for the determination of the relationship between these methods. Accordingto regression analysis, correlation coefficient 0.983 (13 data) and 0.961 (86 data) were obtained which display strong relationship between two methods.

Özet

Zeminlerin drenajsız kayma dayanımının bir ölçüsü olan likit limit değerinin belirlenmesinde uygulanan Casagrande ve koni batma yöntemlerinin ölçüm mekanizmaları birbirinden farklı olup, Casagrande yönteminde “viskoz kayma direnci”, koni batma yönteminde ise “sürtünmeli kayma direnci” etkilidir. Bu nedenle, bu yöntemler ile aynı zemin üzerinde elde edilen likit limit değerleri de farklı olmaktadır. Genellikle likit limiti yaklaşık %100’den küçük olan zeminlerde (kaolinitik zeminler) koni batma yöntemi, %100’den büyük olan zeminlerde ise (montmorillonitik zeminler-örneğin bentonit) Casagrande yöntemi daha yüksek likit limit değerleri vermektedir. Ankara’nın ve Türkiye’nin değişik bölgelerinden alınmış, likit limiti %100’den küçük 13 adet doğal zemin örneğinin kullanıldığı bu çalışmada her iki yöntem ile elde edilen likit limit değerleri birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda koni batma yönteminin Casagrande yöntemine göre % 0.2 ile % 8.4 arasında daha yüksek likit limit değerleri verdiği görülmüştür. Bu çalışma kapsamında yapılan deneylerin yanı sıra çeşitli amaçlarla likit limitin hem Casagrande hem de koni batma yöntemleri ile belirlendiği önceki çalışmalardan 73 adet veri derlenmiş ve böylece toplam 86 adet veri toplanmıştır. Bu verilerin tamamı birlikte değerlendirildiğinde birkaç örnek dışında koni batma yöntemi ile elde edilen likit limitin Casagrande yöntemi ile elde edilenden % 0.2 ile % 22 arasında daha yüksek olduğu görülmüştür. Sonuç olarak yöntemler arasındaki bu farkı meydana getiren mekanizma tartışılmış ve bu farkların jeoteknik araştırmalar açısından önemi ortaya konulmuştur. Ayrıca yöntemler arasındaki ilişkiyi belirlemek amacıyla doğrusal regresyon analizleri yapılmış ve korelasyon katsayıları R2 = 0.983 (13 adet veri) ve 0.961 (86 adet veri) şeklinde elde edilerek yöntemler arasında güçlü bir ilişki olduğu ortaya konulmuştur.

🔖

Cite This Article

ORHAN, M., ÖZER, M., IŞIK, N. S. (2022). Comparison of Casagrande and cone penetration test for the determination of the liquid limit of natural soils. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 21 - Sayı: 4, 711–720. https://ajindex.com/articles/524139

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (17)

  1. Bowles, J. E., Engineering Properties of Soils and Their Measurement, Fourth Edition, Irwin/McGraw- Hill, U.S.A., 21 pp., 1992
  2. Al-Khafaji, A. W. and Andersland, O. B., Geotechnical Engineering & Soil Testing, Sounders College Publishing, U.S.A., 88 pp., 1992
  3. Head, K. H., Manuel of Soil Laboratory Testing, Volume 1, Soil Classification and Compaction Tests, Second Edition, John Wiley & Sons, inc, New York, 59 and 89 pp., 1992
  4. ASTM D 4318 (American Society of Testing and Materials), Standart Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit and Plasticity Index of Soils, Annual Book of ASTM Standarts, 2000
  5. BS 1377: Part 2:4.3 (British Standart Institution), Liquid Limit-Cone Penetrometer Method, England, 1990
  6. Sridharan, A. and Prakash, K., “Percussion and Cone Methods of Determining the Liquid Limit of Soils: Controlling Mechanisms”, Geotechnical Testing Journal, Cilt 23, No. 2, 236-244, 2000
  7. Sridharan, A. and Nagaraj, H. B., “Absorption Water Content and Liquid Limit of Soils”, Geotechnical Testing Journal, Cilt 22, No.2, 127-133, 1999
  8. Leroueil, S. ve Le Bihan, J. P., “Liquid Limits and Fall Cones”, Canadian Geotechnical Journal, Cilt 33, 793-798, 1996
  9. Sridharan, A., Nagaraj, H. B. and Prakash, K., “Determination of the Plasticity Index from Flow Index”, Geotechnical Testing Journal, Cilt 22, No.2, 175-181, 1999
  10. Koester, J. P., “The Influence of Test Procedure on Correlation of Atterberg Limits whit Liquefaction in Fine-Grained Soils”, Geotechnical Testing Journal, Cilt 15, No.4, 352 – 361, 1992
  11. TS 1900 (Türk Standartları), İnşaat Mühendisliğinde Zemin Laboratuvar Deneyleri, TSE, Bakanlıklar / Ankara. 1987
  12. Wroth, C. P., and Wood, D. M., “The Correlation of Index Properties With Some Basic Engineering Properties of Soils”, Canadian Geotechnical Journal, Cilt 15, No.2, 137-44, 1978
  13. Skempton, A. W., and Northey, R. D., “The Sensitivity of Clays”, Geotechnique, Cilt 3, No.1, 30-53, 1953
  14. Norman, L. E. J., “A Comparison of Values of Liquid Limit Determined with apparatus having bases of different hardness”, Geotechnique, Cilt 8, No.2, 79-83, 1958
  15. Wood, D. M and Wroth, C. P., “The Use of the Cone Penetrometer to Determine the Plastic Limit of Soils”, Ground Engineering, Cilt 11, No.3-1, 1978
  16. Skopek, J., and Ter-Stepanian, G., “Comparison of Liquid Limit Values Determined According to Casagrande and Vasilev”, Geotechnique, Cilt 25, No.1, 135-136, 1975
  17. White, I. L., “Soil Plasticity and Strength –