Effects of soil-pile-structure interaction on the performance of pile group: centrifuge model tests

Mahmoud N. Hussien, Tetsuo Tobita, Susumu Iai, Mourad Karray

In the proceedings of: GeoMontréal 2013: 66th Canadian Geotechnical Conference; 11th joint with IAH-CNC

Session: Foundations III

ABSTRACT: The advantage of geotechnical centrifuge modeling lies in the ability of the centrifuge to reproduce prototype stress-strain conditions in a reduced scale model as well as the ability to provide a relatively rapid method for performing parametric studies. In this paper, a series of systematic centrifuge tests is conducted in order to study the seismic response of end bearing single and 3×3 group piles embedded in dry sand layer and supporting single degree-of-freedom (SDOF) structures. All the tests were conducted with the centrifugal acceleration of 40 g. A total of 5 tests including free-field, single and group pile cases were performed. Each model was subjected to 12 sinusoidal waves as input base accelerations. The objectives of this study are: (a) to examine the kinematic soil-pile interaction, (b) to investigate the combined effect of kinematic and inertial interaction on the motion of the pile-heads, by identifying the fundamental frequencies that dominate the pile response, and (c) to study the role of the frequency content of the input motion on the development of pile bending.

RÉSUMÉ: L'avantage de la modélisation en centrifugeuse géotechnique se résume dans la capacité de la centrifugeuse à reproduire les conditions de contrainte-déformation dans un modèle à échelle réduit ainsi que la capacité de une sable sec et une structure à un seul degré de liberté. Tous les essais ont été effectués avec une accélération centrifuge de 40 g. Un total de 7 essais, y compris les cas de pieux en champ libre, isolé et en groupe, ont été réalisés. Chaque modèle a été soumis à 12 ondes sinusoïdales accélérations à la base. Ainsi, les objectifs de cette étude sont les suivants: (a) examiner l'interaction cinématique sol-pieu, (b) étudier l'effet combiné de l'interaction cinématique et inertielle sur le mouvement des têtes de pieux, en identifiant les fréquences fondamentales qui dominent la réponse des, (c) étudier le rôle de contenu fréquentiel sur le développement de la flexion dans le pieu.

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