Efficient Analysis of Cyclic Laterally Loaded Piles

Οι καμπύλες p-y αποτελούν μία πολύ συνήθη πρακτική για τον υπολογισμό εντατικών και παραμορφωσιακών μεγεθών κατά μήκος πασσάλων υπό εγκάρσια φόρτιση (καμπτικές ροπές, τέμνουσες δυνάμεις, οριζόντιες μετατοπίσεις, κλπ.). Ο πάσσαλος προσομοιώνεται ως «δοκός επί μηγραμμικού ελατηριωτού εδάφους Winkler» (BNWF) ενώ οι καμπύλες p-y περιγράφουν τη σχέση κατανεμημένου φορτίου-μετατόπισης των μη-γραμμικών ελατηρίων. Τα εδαφικά ελατήρια θεωρούνται πακτωμένα στο ένα τους άκρο, ενώ στο άλλο άκρο συνδέονται με τον πάσσαλο-δοκό. Αν κατορθώσουμε να βαθμονομήσουμε σωστά αυτά τα ελατήρια ως προς την παραμορφωσιμότητα και την αντοχή τους, οι ανωτέρω υπολογισμοί καθίστανται γρήγοροι και αντιπροσωπευτικοί της πραγματικής εγκάρσιας απόκρισης του πασσάλου. Κύρια προϋπόθεση για τη ρεαλιστική προσομοίωση του προβλήματος με τη μέθοδο αυτή είναι η πυκνή τοποθέτησή τους κατά μήκος του πασσάλου. Η διδακτορική διατριβή υποδεικνύει συγκεκριμένες ασυμφωνίες μεταξύ καμπυλών p-y της βιβλιογραφίας για μαλακά, κανονικά στερεοποιημένα (NC) και στιφρά, υπερστερεοποιημένα (OC) αργιλικά εδάφη υπό αστράγγιστες συνθήκες. Στη συνέχεια, διαμορφώνεται σοφιστευμένο τριδιάστατο προσομοίωμα πεπερασμένων στοιχείων στον κώδικα Simulia Abaqus (συζευγμένες αναλύσεις, διεπιφάνεια εδάφους-πασσάλου, σύνθετη καταστατική προσομοίωση εδάφους), για την παραμετρική διερεύνηση της εγκάρσιας απόκρισης πασσάλου στα παραπάνω εδάφη. Πιο συγκεκριμένα, από τα αποτελέσματα των παραμετρικών αναλύσεων εξάγονται αριθμητικές καμπύλες p-y για διάφορα χαρακτηριστικά εδάφους, πασσάλου και διεπιφάνειας, ενώ τόσο το προσομοίωμα όσο και οι προτεινόμενες καμπύλες τεκμηριώνονται μέσω σύγκρισης με πειραματικά δεδομένα της βιβλιογραφίας. Η πρωτότυπη συμβολή της εργασίας συνίσταται στην: • Ανάπτυξη σοφιστευμένου τριδιάστατου αριθμητικού προσομοιώματος για την εκτέλεση συζευγμένων αναλύσεων ενεργών τάσεων και υδατικής ροής με σκοπό την ανάλυση της εγκάρσιας φόρτισης πασσάλου σε αργιλικά εδάφη. • Ενσωμάτωση ενός σύνθετου καταστατικού νόμου για την απόκριση του αργιλικού εδάφους (δυσκαμψία μικρών παραμορφώσεων, τασική χαλάρωση) και ακριβής προσομοίωση της διεπιφάνειας εδάφους-πασσάλου. • Ανάδειξη πρόσθετων παραμέτρων εδαφομηχανικής που επιδρούν σημαντικά στις καμπύλες p-y και οι οποίες δε λαμβάνονται υπόψη από τις υφιστάμενες μεθοδολογίες (κλίσεις των γραμμών παρθενικής συμπίεσης λ και αποφόρτισης-επαναφόρτισης κ, λόγος Poisson ν και λόγος παραμένουσας προς μέγιστη αστράγγιστη διατμητική αντοχή RF). • Πρόταση νέων καμπυλών p-y για μαλακά, κανονικά στερεοποιημένα αργιλικά εδάφη, οι οποίες ισχύουν για μεγάλο εύρος παραμέτρων εδάφους και πασσάλου και λαμβάνουν υπόψη τις ανωτέρω επιδράσεις. • Πρόταση νέων καμπυλών p-y για μέτριας στιφρότητας ως στιφρά, υπερστερεοποιημένα αργιλικά εδάφη, οι οποίες ισχύουν για μεγάλο εύρος παραμέτρων εδάφους και πασσάλου και λαμβάνουν υπόψη τις ανωτέρω επιδράσεις. • Διερεύνηση της επίδρασης ανακυκλικής φόρτισης στη μετα-ανακυκλική απόκριση του πασσάλου και στα επιμέρους χαρακτηριστικά των αντίστοιχων μετα-ανακυκλικών καμπυλών p-y.

Download Full-text

A numerical procedure to correlate the subgrade reaction coefficient with soil stiffness properties for laterally loaded piles using the FSAFEM

International Journal of Geotechnical Engineering ◽

10.1080/19386362.2017.1365475 ◽

2017 ◽

Vol 13 (5) ◽

pp. 458-473 ◽

Cited By ~ 2

Author(s):

Lamia Medjitna ◽

Djillali Amar Bouzid

Keyword(s):

Numerical Procedure ◽

Subgrade Reaction ◽

Laterally Loaded Piles ◽

Soil Stiffness ◽

Reaction Coefficient ◽

Stiffness Properties ◽

Laterally Loaded

Download Full-text