Unsaturated soil-pile interaction analysis using an improved simplified finite element formulation

Nadarajah Ravichandran, Brian Machmer, Shada H. Krishnapillai

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: Deep Foundations

ABSTRACT: The dynamic behavior of a steel pipe pile in unsaturated soil is simulated using an improved simplified finite element model, which incorporates the Rayleigh damping model into the formulation. In the modeling, the stress-strain behavior of the soil was modeled using an elastoplastic constitutive model for unsaturated soil based on a bounding surface concept. The structural elements were modeled by Timoshenko beam elements using a linear elastic model. The dimensions of the model are constrained with the intention of performing a geotechnical centrifuge test on the model in the future. The response of the pile and the soil were investigated at three initial degrees of saturation. The results showed that the coupled soil-pile interaction is not largely affected by the range of initial degrees of saturation used in this study.

RÉSUMÉ: Le comportement dynamique d'un tas de tuyaux en acier dans des sols non saturés est simulé par un modèle simplifié et amélioré des éléments finis, qui intègre le modèle de Rayleigh d'amortissement dans la formulation. Dans la modélisation, le comportement contrainte-déformation du sol a été modélisé en utilisant un modèle élastoplastique pour les sols non saturés sur la base de sélection concept surface. Les éléments structurels ont été modélisés par des éléments de poutre de Timoshenko en utilisant un modèle élastique linéaire. Les dimensions du modèle sont limités avec l'intention d'effectuer un test centrifugeuse géotechnique sur le modèle à l'avenir. La réponse de la pile et le sol ont été étudiés à trois degrés initial de saturation. Les résultats ont montré que l'interaction sol-pieu couplé n'est pas largement affectée par la gamme des degrés de saturation initial utilisé dans cette étude.

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