ESTIMATION OF UPLIFT SHAFT FRICTION FOR A SINGLE PILE IN EXPANSIVE SOIL USING THE MECHANICS OF UNSATURATED SOILS

Yunlong Liu, Sai Vanapalli

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Foundations III / Fondations III

ABSTRACT: Pile foundations that are installed in unsaturated expansive soils are subjected to uplift forces along the pile shaft due to the swelling of the expansive soils upon infiltration. This leads to the redistribution of the pile axial force and possible upward movement of the pile body. For this reason, it is necessary to take into account of uplift shaft friction by determining or estimating the uplift shaft friction along the shaft in the rational design of piles in expansive soils considering the influence of lateral swelling pressure. In this paper, the conventional method for calculating pile lateral friction is modified to estimate the uplift shaft friction for a single pile in expansive soils upon infiltration considering the influence of lateral swelling pressure and matric suction. The proposed method is successfully validated using the experimental data by Fan (2007).

RÉSUMÉ: Les fondations sur pieux installées dans les sols gonflants non saturés sont soumises à des forces de soulèvement tout le long du fût des pieux dues au gonflement des sols lors de l'infiltration d™eau. Cela conduit à la redistribution de la force axiale du pieu et à son possible déplacement vers le haut. Pour cette raison, il est nécessaire de tenir compte du soulèvement frictionnel du fût du pieu en déterminant ou en estimant ce dernier dans la conception rationnelle des pieux dans les sols gonflants, tout en prenant en compte l'influence de la pression de gonflement latérale. Dans cet article, la méthode conventionnelle pour le calcul du frottement latéral du pieu est modifiée pour permettre d™estimer le soulèvement frictionnel d™un pieu isolé en tenant compte de l'influence de la pression de gonflement et de la succion matricielle. La méthode proposée est validée avec succès en utilisant les données expérimentales produites par Fan (2007).

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