Numerical Simulation of Behaviour of Partially Penetrating Stone Columns

Yashwant Apparao Kolekar, Dasaka S. Murty

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: Ground Improvement/Remediation

ABSTRACT: With the sharp decrease in good construction sites, the society is focusing its attention towards using the problematic soils, such as marine clays, by improving the strength and stiffness characteristics in-situ. Of the various ground improvement techniques available, stone columns (or Granular Piles) are finding wider application, due to their ease of construction, and use of locally available construction material. Stone columns installed in soft soils have low lateral confinement and undergo excessive bulging to derive their strength. It has been observed from the research carried out on various experimental and numerical studies that the stone columns when subjected to loading undergo bulging up to a depth of 4 times the diameter of stone columns to generate their strength. It is also evident that top portion of the stone columns contribute much to the additional load carrying capacity. In general, the stone columns extend to the full depth of the soft soil layer. However, recent laboratory investigations revealed that stone columns with partial penetration would behave similar to full penetration columns, and hence, the partial penetrating stone columns may provide a better solution, saving both time and material. Hence, efficacy of the partially penetrating stone columns is studied in this paper using one of the widely used geotechnical software packages, PLAXIS, to establish the behaviour of single stone columns with varying depths, as a percentage of the depth of clay layer, into which the columns are inserted. The model is validated using the available experimental results from the literature. The study offers very promising results, and it can be concluded that use of partially penetrating stone columns up to a depth of 1.75 D behave in the same manner as that of a fully penetrating stone columns, which lead to considerable saving in time and natural stone aggregate used for improving the ground.

RÉSUMÉ: Avec la forte baisse des chantiers de construction bon, la société concentre son attention vers l'utilisation des sols problématiques, telles que les argiles marines, en améliorant les caractéristiques de résistance et la rigidité in-situ. Parmi les différentes techniques d'amélioration au sol disponible, colonnes de pierre (ou empilements granulaires) trouvent une application plus large, en raison de leur facilité de construction, et l'utilisation de matériaux de construction disponibles localement. colonnes de pierre installé dans les sols mous ont une faible confinement latéral et subissent bombement excessif de tirer leur force. Il a été observé à partir des recherches menées sur diverses études expérimentales et numériques que les colonnes de pierre lorsqu'elle est soumise à un chargement subir renflement jusqu'à une profondeur de 4 fois le diamètre des colonnes de pierre pour générer leur force. Il est également évident que la partie supérieure des colonnes de pierre contribuent beaucoup à la charge supplémentaire la capacité de charge. En général, les colonnes de pierre s'étendent sur toute la profondeur de la couche de sol mou. Toutefois, des enquêtes récentes en laboratoire ont révélé que les colonnes en pierre avec pénétration partielle se comporteraient semblables à des colonnes à pleine pénétration et, par conséquent, les colonnes en pierre de pénétration partielle peut fournir une meilleure solution, d'économiser du temps et du matériel. Par conséquent, l'efficacité des colonnes de pierre pénétrant partiellement est étudiée dans le présent document en utilisant l'un des paquets de logiciels largement utilisés en géotechnique, PLAXIS, à établir à la fois le comportement de colonnes en pierre unique avec des profondeurs variables, en pourcentage de la profondeur de la couche d'argile, en. L'analyse numérique est effectuée à l'aide à 15 lution pour simuler l'argile marine et pénétrant partiellement colonne de pierre. Le modèle est validé en utilisant les résultats expérimentaux disponibles dans la littérature. L'étude offre des résultats très prometteurs, et il peut être conclu que l'utilisation de la partie pénétrante colonnes de pierre jusqu'à une profondeur de 1,75 D se comportent de la même manière que celle d'une des colonnes en pierre entièrement pénétrante, qui conduisent à des économies considérables en temps et en pierre naturelle

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