Determining the orientation of fracture planes in a weathered clay till using core samples

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Abstract

A method has been developed to determine fracture plane orientations in clay-rich glacial deposits from core samples obtained from inclined borings. In this method, a portion of each core sample is removed to expose vertical and horizontal surfaces which are used to map each identified fracture plane. An analytical geometry technique is used in conjunction with the mapping data to determine the pole to each fracture plane. These fracture pole data can then be presented on a lower hemisphere equal area projection diagram to indicate preferential fracture plane orientations. The utility of the developed method is demonstrated through a detailed analysis of core samples collected from a 10 m × 10 m site located near Sarnia, Ontario. The data from this investigation indicated the presence of three sets of fracture planes; however, only one of these fracture sets was determined to be statistically significant. The developed method offers an alternative to mapping fracture plane orientations on exposed surfaces of trench excavations.

L'on a développé une méthode pour déterminer les orientations des plans de fracture dans des dépôts en partant de carottes obtenues dans des forages inclinés. Dans cette méthode, une portion de chaque carotte est prélevée pour exposer les surfaces verticales et horizontales qui sont utilisées pour mettre sur graphique chaque plan de fracture identifié. Une technique de géométrie analytique est utilisée de concert avec les données des graphiques pour déterminer le pôle de chaque plan de fracture. Les données des pôles de fractures peuvent alors être présentées sur un diagramme de projection de surfaces égales de l'hémisphère inférieur pour indiquer les orientations préférentielles des plans de fracture. L'utilité de la méthode développée est démontrée à l'aide d'une analyse détaillée de carottes recueillies sur un site de 10 m × 10 m localisé à proximité de Sarnia, Ontario. Les données de cette étude ont indiqué la présence de trois ensembles de plans de fractures; cependant, seulement un de ces ensembles de fractures s'est révélé être statistiquement significatif. La méthode développée offre une alternative au relevé des orientations des plans de fracture sur des surfaces exposées d'excavations de tranchée.

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