Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Study of static lateral behavior of battered pile group foundation at I-10 Twin Span Bridge using three-dimensional finite element modeling
Dans la présente étude, le comportement latéral statique d’une fondation constituée d’un ensemble de pieux battus a été étudié à l’aide d’une analyse tridimensionnelle basée sur les éléments finis (EF). Le modèle d’EF a servi à simuler un essai de chargement latéral statique qui a été réalisé durant la construction du double pont de l’autoroute I-10, qui traverse le lac Pontchartrain (Louisiane) et dont deux piles adjacentes ont été poussées l’une contre l’autre. La pile étudiée était supportée par 24 pieux de 34 m de long, battus avec un angle d’inclinaison de 1/6 et disposés en 6 rangées de 4 pieux. Le modèle d’EF appliqué à cet ensemble de pieux battus a été développé avec le logiciel Abaqus et vérifié à l’aide des résultats des essais réalisés sur le terrain. Ce modèle s’est appuyé sur un modèle constitutif élaboré s’appliquant au béton, ce qui a permis de simuler des comportements différents en tension et en compression et une détérioration de la rigidité du béton. Le sol était constitué de plusieurs couches, dans lesquelles le comportement constitutif de couches d’argile a été modélisé à l’aide d’un modèle Cam-clay modifié anisotrope (CCAM) et, dans le cas de sables, à l’aide du modèle élastique parfaitement plastique de Drucker–Prager. Les résultats obtenus à l’aide du modèle d’EF ont semblé bien coïncider avec ceux des essais de chargement latéral en ce qui concernait les déformations latérales et les moments de flexion. Les résultats ont montré que les rangées du milieu supportaient une portion plus importante de charge latérale que les premières et dernières rangées. L’ensemble de pieux a résisté à une charge latérale maximale de 2494 t, au-delà de laquelle les pieux se sont endommagés sur une hauteur de 6 m à partir de la base de la semelle des pieux. Les pieux situés sur les bords ont subi des forces internes plus importantes et ont davantage de dommages par rapport aux pieux centraux. Les profils de résistance du sol ont montré que la disposition des couches de sol influençait la répartition de la résistance entre ces couches. Une série de courbes p–y ont été tracées à partir du modèle d’EF, puis ont servi à étudier l’influence de l’effet de groupe sur la résistance du sol. Les courbes p–y ont montré que l’effet de groupe entraînait une diminution de la résistance du sol dans toutes les rangées de pieux, la résistance la plus faible étant observée dans la troisième rangée. Enfin, les multiplicateurs p ont été calculés à partir des courbes p–y tracées, puis comparés aux multiplicateurs p associés à des ensembles de pieux verticaux. [Traduit par la Rédaction]
In this study, the static lateral behavior of a battered pile group foundation was investigated using three-dimensional finite element (FE) analysis. The FE model was used to simulate the static lateral load test that was performed during the construction of the I-10 Twin Span Bridge over Lake Pontchartrain, La., in which two adjacent bridge piers were pulled against each other. The pier of interest was supported by 24, 1:6 batter, 34 m long piles in a 6 × 4 row configuration. The FE model of the battered pile group was developed in Abaqus and verified using the results from the field test. The model utilized an advanced constitutive model for concrete, which allowed distinct behavior in tension and compression, and introduced damage to the concrete stiffness. The soil domain comprised of several layers in which the constitutive behavior of clay layers was modeled using the anisotropic modified Cam-clay (AMCC) model, and for sands using the elastic perfectly plastic Drucker–Prager (DP) model. FE results showed good agreement with the results of the lateral load test in terms of lateral deformations and bending moments. The results showed that the middle rows carried a larger share of lateral load than the first and the last rows. The pile group resisted a maximum lateral load of 2494 t at which the piles were damaged within a 6 m zone from the bottom of the pile cap. The edge piles carried larger internal forces and exhibited more damage compared to the inner piles. The soil resistance profiles showed that soil layering influenced the distribution of resistance between the soil layers. A series of p–y curves were extracted from the FE model, and then used to study the influence of the group effect on the soil resistance. The p–y curves showed that the group effect reduced the soil resistance in all rows, with the lowest resistance in the third row. Finally, the p-multipliers were calculated using the extracted p–y curves, and compared to the reported p-multipliers for vertical pile groups.
Study of static lateral behavior of battered pile group foundation at I-10 Twin Span Bridge using three-dimensional finite element modeling
Dans la présente étude, le comportement latéral statique d’une fondation constituée d’un ensemble de pieux battus a été étudié à l’aide d’une analyse tridimensionnelle basée sur les éléments finis (EF). Le modèle d’EF a servi à simuler un essai de chargement latéral statique qui a été réalisé durant la construction du double pont de l’autoroute I-10, qui traverse le lac Pontchartrain (Louisiane) et dont deux piles adjacentes ont été poussées l’une contre l’autre. La pile étudiée était supportée par 24 pieux de 34 m de long, battus avec un angle d’inclinaison de 1/6 et disposés en 6 rangées de 4 pieux. Le modèle d’EF appliqué à cet ensemble de pieux battus a été développé avec le logiciel Abaqus et vérifié à l’aide des résultats des essais réalisés sur le terrain. Ce modèle s’est appuyé sur un modèle constitutif élaboré s’appliquant au béton, ce qui a permis de simuler des comportements différents en tension et en compression et une détérioration de la rigidité du béton. Le sol était constitué de plusieurs couches, dans lesquelles le comportement constitutif de couches d’argile a été modélisé à l’aide d’un modèle Cam-clay modifié anisotrope (CCAM) et, dans le cas de sables, à l’aide du modèle élastique parfaitement plastique de Drucker–Prager. Les résultats obtenus à l’aide du modèle d’EF ont semblé bien coïncider avec ceux des essais de chargement latéral en ce qui concernait les déformations latérales et les moments de flexion. Les résultats ont montré que les rangées du milieu supportaient une portion plus importante de charge latérale que les premières et dernières rangées. L’ensemble de pieux a résisté à une charge latérale maximale de 2494 t, au-delà de laquelle les pieux se sont endommagés sur une hauteur de 6 m à partir de la base de la semelle des pieux. Les pieux situés sur les bords ont subi des forces internes plus importantes et ont davantage de dommages par rapport aux pieux centraux. Les profils de résistance du sol ont montré que la disposition des couches de sol influençait la répartition de la résistance entre ces couches. Une série de courbes p–y ont été tracées à partir du modèle d’EF, puis ont servi à étudier l’influence de l’effet de groupe sur la résistance du sol. Les courbes p–y ont montré que l’effet de groupe entraînait une diminution de la résistance du sol dans toutes les rangées de pieux, la résistance la plus faible étant observée dans la troisième rangée. Enfin, les multiplicateurs p ont été calculés à partir des courbes p–y tracées, puis comparés aux multiplicateurs p associés à des ensembles de pieux verticaux. [Traduit par la Rédaction]
In this study, the static lateral behavior of a battered pile group foundation was investigated using three-dimensional finite element (FE) analysis. The FE model was used to simulate the static lateral load test that was performed during the construction of the I-10 Twin Span Bridge over Lake Pontchartrain, La., in which two adjacent bridge piers were pulled against each other. The pier of interest was supported by 24, 1:6 batter, 34 m long piles in a 6 × 4 row configuration. The FE model of the battered pile group was developed in Abaqus and verified using the results from the field test. The model utilized an advanced constitutive model for concrete, which allowed distinct behavior in tension and compression, and introduced damage to the concrete stiffness. The soil domain comprised of several layers in which the constitutive behavior of clay layers was modeled using the anisotropic modified Cam-clay (AMCC) model, and for sands using the elastic perfectly plastic Drucker–Prager (DP) model. FE results showed good agreement with the results of the lateral load test in terms of lateral deformations and bending moments. The results showed that the middle rows carried a larger share of lateral load than the first and the last rows. The pile group resisted a maximum lateral load of 2494 t at which the piles were damaged within a 6 m zone from the bottom of the pile cap. The edge piles carried larger internal forces and exhibited more damage compared to the inner piles. The soil resistance profiles showed that soil layering influenced the distribution of resistance between the soil layers. A series of p–y curves were extracted from the FE model, and then used to study the influence of the group effect on the soil resistance. The p–y curves showed that the group effect reduced the soil resistance in all rows, with the lowest resistance in the third row. Finally, the p-multipliers were calculated using the extracted p–y curves, and compared to the reported p-multipliers for vertical pile groups.
Study of static lateral behavior of battered pile group foundation at I-10 Twin Span Bridge using three-dimensional finite element modeling
Abu-Farsakh, Murad (Autor:in) / Souri, Ahmad / Voyiadjis, George
2016
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
| British Library Online Contents | 2016
| British Library Online Contents | 2018
Effect of Pile Spacing on the Static Lateral Behavior of Vertical and Battered Pile Groups
| British Library Conference Proceedings | 2018
Statnamic and Static Lateral Load Analysis of a Battered Pile Group vs. A Drilled Shaft Group
| British Library Conference Proceedings | 1998