Geotechnical Description of Sandy Sediments of the Surf Zone Using Electrical Resistivity Measurements

Abstract

ABSTRACT. The geotechnical description of sandy sediments of the surf zone was done in two ways: directly, through standard geotechnical testing proposed by ASTM (American Society for Testing and Materials) and indirectly, through electrical resistivity measurements. The geotechnical property chosen for the description of the sediment was porosity, due to its influence in a wide range of soil properties. The indirect estimate of porosity through resistivity measurements was based on Archie’s equation. However, the difficulty in generalizing this equation is the empirical determination of the cementation exponent (m). For this reason, the values proposed by other authors were tested. A comparison of the porosity values obtained by the two methods (directly and indirectly using different values for cementation exponent) showed that it is not advisable to use cementation exponent (e) from other authors indiscriminately. Moreover, the application of the porosity values obtained by the ASTM tests allowed calculating a more suitable cementation exponent value for sandy sediments of the surf zone (between 1.48 and 1.79). Besides porosity, other geotechnical parameters, such as void ratio (e) and total density (rt ), were also differentiated by measuring the electrical resistivity of selected samples allowing to describe the geotechnical state of the sediment with higher confidence.Keywords: Electrical Resistivity; Coastal Engineering; Archie’s Equation; Porosity; Grain Size.RESUMO. A descrição geotécnica dos sedimentos arenosos da zona de arrebentação foi feita de duas maneiras: diretamente, através de ensaios geotécnicos padrão, propostos pela ASTM (Sociedade Americana de Testes e Materiais) e indiretamente, através de medidas de eletrorresistividade. A propriedade geotécnica escolhida para a descrição do sedimento foi a porosidade, por ser uma variável importante na caracterização das propriedades do solo. A estimativa indireta da porosidade através de medidas de resistividade foi baseada na equação de Archie. Entretanto, a principal dificuldade em generalizar esta equação é a determinação empírica do expoente de cimentação (m). Por esse motivo, os valores propostos por outros autores foram testados. Uma comparação dos valores de porosidade obtidos pelos dois métodos (direta e indiretamente, usando diferentes valores para o expoente de cimentação) mostrou que não é aconselhável usar expoente de cimentação (m) de outros autores indiscriminadamente. Além disso, a aplicação dos valores de porosidade obtidos pelos testes ASTM permitiu o cálculo de um valor para o expoente de cimentação mais adequado para sedimentos arenosos da zona de arrebentação (entre 1,48 e 1,79). Além da porosidade, outros parâmetros geotécnicos, como índice de vazios (e) e densidade total (rt ), também foram diferenciados pela medição da resistividade elétrica de amostras selecionadas, permitindo descrever o estado geotécnico do sedimento com maior confiança.Palavras-chave: Eletrorresistividade; Engenharia Costeira; Equação de Archie; Porosidade; Granulometria.