Influence of statistical sample size on evaluation of overall strength of cement-treated soil column

The quality of cement-treated soil columns is normally assured based on the unconfined compressive strength [q.sub.u] of core samples. [q.sub.u] of core samples varies spatially and the statistical parameters of [q.sub.u] (i.e., mean [[mu].sub.qu], variance [[sigma].sup.2.sub.qu], and autocorrelation distance [[theta].sub.qu]) are adopted in quality assurance procedures. The statistical parameters of [q.sub.u] evaluated from the core sample strengths have a statistical uncertainty depending on the statistical sample size. The present study investigates the influence of the statistical sample size on the evaluation of overall strength of a cement-treated soil column. A probabilistic framework in which a Bayesian inference analysis and a finite element method analysis are incorporated is used to calculate the overall strength while simultaneously considering the statistical uncertainty and spatial variability of core strength. The probabilistic framework is briefly described, and a parametric analysis is performed to investigate the influence of the statistical sample size on the evaluation of the overall strength of a full-scale column. The numerical results show that the sample size and spatial correlation influence the variability of the overall strength, and the influence can be reasonably described using an equivalent number of independent data. Key words: cement-treated soil, strength, statistical sample size, statistical uncertainty, spatial variability. La qualite des colonnes de sol traitees au ciment est normalement assuree sur la base de la resistance a la compression non confinee [q.sub.u] des carottes. [q.sub.u] des carottes varie dans l'espace et les parametres statistiques des [q.sub.u] (c'est-a-dire moyenne [[mu].sub.qu], variance [[sigma].sup.2.sub.qu] et distance d'autocorrelation [[theta].sub.qu]) sont adoptees dans les procedures d'assurance qualite. Les parametres statistiques de [q.sub.u] evalues a partir des resistances des echantillons ont une incertitude statistique qui depend de la taille de l'echantillon statistique. La presente etude examine l'influence de la taille de l'echantillon statistique sur l'evaluation de la resistance globale d'une colonne de sol traitee au ciment. Un cadre probabiliste dans lequel une analyse d'inference bayesienne et une analyse par la methode des elements finis sont incorporees est utilise pour calculer la resistance globale tout en tenant compte simultanement de l'incertitude statistique et de la variabilite spatiale de la resistance des carottes. Le cadre probabiliste est brievement decrit et une analyse parametrique est realisee pour etudier l'influence de la taille de l'echantillon statistique sur l'evaluation de la resistance globale d'une colonne en vraie grandeur. Les resultats numeriques montrent que la taille de l'echantillon et la correlation spatiale influencent la variabilite de la resistance globale, et que cette influence peut etre raisonnablement decrite en utilisant un nombre equivalent de donnees independantes. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: sol traite au ciment, resistance, taille de l'echantillon statistique, incertitude statistique, variabilite spatiale.
Introduction The deep cement mixing method is a ground improvement technology in which cement is mixed with in situ soil. Ground improvements via deep mixing have been used for several [...]