Numerical analysis of limited width dense gravel backfills for plane strain conditions

Mo'oud Nasr, Kyle M. Rollins

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Ground Improvement/Remediation

ABSTRACT: Two series of full-scale lateral pile cap tests are presented, which show an increased lateral passive resistance of the pile cap when a dense gravel zone with limited width is compacted near the cap. A two dimensional finite element program was used to simulate the plane strain passive behavior of the full-scale tests. Parametric studies were also performed to evaluate the influence of selected geometric and geotechnical parameters on the passive resistance of limited width gravel backfills. Numerical simulations were able to capture the passive response of homogeneous and limited width backfills reasonably well, in terms of horizontal and vertical movements and failure mechanisms. Numerical results also indicate that significant increases in passive resistance can also be expected for long abutment walls where end effects are less pronounced and the geometry is closer to a plane strain (2D) condition. Based on results obtained from the parametric studies, a design method is developed for predicting the ultimate passive resistance of limited width gravel backfills, for plane strain (2D) geometries.

RÉSUMÉ: Deux séries d'essais de tête de pieux à pleine échelle avec des charges latérales sont présentés, qui montrent une augmentation de la résistance passive latérale de la tête de pieu quand une zone d'une largeur limitée de gravier est compactée près de la tête de pieu. Un programme à deux comportement passive de déformation plane des essais en grandeur réelle. Des études paramétriques ont également été réalisées pour évaluer l'influence de certains paramètres géométriques et géotechniques sur la résistance passive des remblais à largeur limitée de gravier. Des simulations numériques ont été en mesure de capter la réponse passive de la largeur homogène et limiter les remblais raisonnablement bien, en termes de mouvements horizontaux et verticaux et les mécanismes de défaillance. Les résultats numériques indiquent que augmentation significative de la résistance passive peut également être prévu pour les murs de butée long, où les effets sont moins prononcés et la géométrie est plus proche d'une condition de déformation plane (2D). Sur la base des résultats obtenus à partir des études paramétriques, une méthode de conception est développé pour prédire la résistance ultime passive des remblais à largeur limitée de gravier, pour les déformations planes (2D) géométries.

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