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Limit analysis and finite element evaluation of lateral pipe–soil interaction resistance
The lateral breakout soil resistance of pipelines supported on undrained cohesive soils determined from limit analysis and finite element methods are compared for a linearly increasing soil strength profile. The limit analysis solution is based on an upper-bound technique. The finite element solutions are developed from coupled Eulerian–Lagrangian simulations. The capacities determined by the two methodologies are in close agreement for the perfectly plastic soil conditions. The relative ease with which the limit analysis solutions are obtained allows rapid investigation of the implications of uncertainty of the soil shear strength profile and pipe embedment via Monte Carlo simulations. Monte Carlo simulations illustrate the implications of correlated random variables describing the shear strength profile and pipe embedment.
Les valeurs de résistance à la rupture latérale de conduites s’appuyant sur des sols cohésifs non drainés, déterminées à partir des méthodes de l’analyse limite et des éléments finis, sont comparées dans le cas d’un profil de résistance de sol linéairement croissante. La solution obtenue par la méthode de l’analyse limite est basée sur une technique utilisant une borne supérieure. Celles obtenues au moyen de la méthode des éléments finis sont élaborées à partir de simulations couplées eulériennes et lagrangiennes. Les capacités déterminées à l’aide des deux méthodologies concordent les unes avec les autres dans les conditions d’un sol parfaitement plastique. La relative facilité avec laquelle les solutions de l’analyse limite sont obtenues permet d’analyser rapidement, à l’aide des simulations de Monte-Carlo, les effets des approximations du profil de résistance au cisaillement du sol et de l’enfouissement de la conduite. Ces simulations mettent en évidence les effets des variables aléatoires corrélées décrivant le profil de résistance au cisaillement et l’enfouissement de la conduite. [Traduit par la Rédaction]
Limit analysis and finite element evaluation of lateral pipe–soil interaction resistance
The lateral breakout soil resistance of pipelines supported on undrained cohesive soils determined from limit analysis and finite element methods are compared for a linearly increasing soil strength profile. The limit analysis solution is based on an upper-bound technique. The finite element solutions are developed from coupled Eulerian–Lagrangian simulations. The capacities determined by the two methodologies are in close agreement for the perfectly plastic soil conditions. The relative ease with which the limit analysis solutions are obtained allows rapid investigation of the implications of uncertainty of the soil shear strength profile and pipe embedment via Monte Carlo simulations. Monte Carlo simulations illustrate the implications of correlated random variables describing the shear strength profile and pipe embedment.
Les valeurs de résistance à la rupture latérale de conduites s’appuyant sur des sols cohésifs non drainés, déterminées à partir des méthodes de l’analyse limite et des éléments finis, sont comparées dans le cas d’un profil de résistance de sol linéairement croissante. La solution obtenue par la méthode de l’analyse limite est basée sur une technique utilisant une borne supérieure. Celles obtenues au moyen de la méthode des éléments finis sont élaborées à partir de simulations couplées eulériennes et lagrangiennes. Les capacités déterminées à l’aide des deux méthodologies concordent les unes avec les autres dans les conditions d’un sol parfaitement plastique. La relative facilité avec laquelle les solutions de l’analyse limite sont obtenues permet d’analyser rapidement, à l’aide des simulations de Monte-Carlo, les effets des approximations du profil de résistance au cisaillement du sol et de l’enfouissement de la conduite. Ces simulations mettent en évidence les effets des variables aléatoires corrélées décrivant le profil de résistance au cisaillement et l’enfouissement de la conduite. [Traduit par la Rédaction]
Limit analysis and finite element evaluation of lateral pipe–soil interaction resistance
McCarron, W.O (author)
2015
Article (Journal)
English
Monte Carlo simulation , Mathematical models , Models , pipeline design , plasticité , flowline buckling , Usage , Comparative analysis , Monte Carlo method , Shear strength , Soil mechanics , Finite element analysis , Random variables , conception des conduites , plasticity , Eulers equations , flambage des conduites d’écoulement , Soils , Finite element method
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