NUMERICAL MODELLING TECHNIQUE TO PREDICT THE LOAD VERSUS SETTLEMENT BEHAVIOR OF SINGLE PILES IN UNSATURATED COARSE-GRAINED SOILS

Mohammed Al-Khazaali, Sai Vanapalli

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

Session: Foundations IV / Fondations IV

ABSTRACT: The load-settlement behavior of three model piles with 38.3, 31.75, and 19.25 mm base diameter tested with different capillary suction values of 0, 2, and 4 kPa in two coarse-grained soils are presented. A simple finite element analysis technique using PLAXIS 2D is proposed to estimate the load versus settlement behavior of the model piles using the information of the predicted stiffness and the shear strength behavior of unsaturated soils derived from the information of saturated soil properties and the soil-water characteristic curve (SWCC). There is a good comparison between the numerical modeling results and the experimental results. The results of the study highlight the contribution capillary suction towards load-settlement behavior of pile foundations in coarse-grained soils. The proposed numerical modeling methodology is encouraging for implementing the mechanics of unsaturated soils into engineering practice.

RÉSUMÉ: Le comportement charge-tassement de trois modèles de pieux avec des diamètres de 38.3, 31.75, et 19.25 mm mis à l'essai sous des succions capillaires de 0, 2, et 4 kPa dans un sol à grains grossiers est présenté. Une technique d'analyse par éléments finis simple est proposée pour estimer le comportement mécanique des modèles de pieux en utilisant les informations de la rigidité prédite et le comportement de la résistance au cisaillement des sols non saturés provenant de l'information des propriétés des sols saturés et de la courbe de rétention d'eau (CRE). Il y a une bonne comparaison entre les résultats de modélisation numérique et les résultats expérimentaux. Les résultats de l'étude mettent en évidence la contribution de la succion capillaire sur le comportement de chargement/déformation des fondations des pieux dans des sols à grains grossiers. L'approche numérique proposée est encourageante pour l'application de la mécanique des sols non-saturés dans la pratique du génie.

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