Numerical simulation of soil settlement in liquefiable grounds

Omid Ghasemi Fare, Amin Rahmani, Ali Pak

In the proceedings of: 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: Earthquake Engineering & Geophysics

ABSTRACT: In the presented study, the effect of soil permeability coefficient on numerical modeling of soil settlement is investigated; accordingly, the capability of two different approaches (i.e. constant initial permeability and variable permeability) to simulate both ground settlement and pore pressure is studied using a fully coupled, dynamic, inelastic (u-P) formulation. In addition to this, two different versions of a critical state two-surface plasticity model, which provides a unified approaches for modeling the stress-strain response of sands for a wide range of confining stresses and soil densities at the pre-failure and post failure regimes, are used to provide realistic simulation of soil skeleton. To implement the mentioned procedures, two different finite element programs, OpenSees and PISA are employed. The accuracy of the numerical models is evaluated by the recorded results of a centrifuge test. Comparison of numerical and experimental results indicates that variation of permeability should be necessarily taken into account in the numerical models in order to achieve an acceptable simulation of both pore pressure and ground settlement.

RÉSUMÉ: Dans la présente étude, l'effet du coefficient de perméabilité du sol sur la modélisation numérique du tassement du sol est étudié ; en conséquence, les capacités de deux approches différentes (la perméabilité initiale constante et perméabilité variable) pour simuler le tassement de la terre et la pression intersticielle sont étudiées utilisant une formulation entièrement combinée, dynamique et non élastique. De plus, deux versions différentes d'un modèle de plasticité de deux surfaces d'état critique, qui fournit des approches unifiées pour modeler la réponse de contrainte-tension des sables pour un évenemprisonnement de sol aux régimes de pré-échec et d'échec de poteau, sont employées pour fournir une simulation réaliste du squelette de sol. Pour mettre en application les procédures mentionnées, deux différents programmes sont utilisés. L'exactitude des modèles numériques est évaluée par les résultats enregistrés d'un essai fait avec centrifugeuse. La comparaison des résultats numériques et expérimentaux indique que la variation de la perméabilité devrait être nécessairement prise en considération dans les modèles numériques afin de réaliser une simulation acceptable de pression interstitielle et de tassement du sol.

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