SOIL FAILURE MECHANISM FOR LATERAL AND UPWARD PIPELINE–SOIL INTERACTION ANALYSIS IN DENSE SAND

Kshama Roy, Bipul Hawlader, Shawn Kenny

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

Session: Transportation and Linear Infrastructure I / Transports et infrastructures linéaires I

ABSTRACT: Finite element (FE) simulation of the response of buried pipelines due to lateral and upward relative displacements is presented in this paper. Analyses are performed using the Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) approach available in Abaqus/Explicit FE software adopting a modified Mohr-Coulomb model (MMC) where pre-peak hardening, post-peak softening, density and confining pressure dependent friction and dilation angles are considered. The calculated peak dimensionless force with the MMC model is consistent with the available design guidelines for shallow burial depths. However, at deep burial conditions FE simulations with the Mohr-Coulomb (MC) model give higher peak resistance than the simulations with MMC model. The simulations with the MMC model appeared to be consistent with the trend of model test results. The role of strain-softening on soil resistance and failure pattern is also critically examined.

RÉSUMÉ: La simulation par éléments finis (EF) de la réponse de canalisations enfouies soumises à des déplacements relatifs latéraux et vers le haut est présentée dans cet article. Des analyses utilisant l™approche Lagrangienne-Eulérienne Arbitraire (LEA), disponible dans le logiciel d™EF Abaqus/Explicit, sont effectuées en utilisant un modèle Mohr-Coulomb modifié (MCM) considérant l™écrouissage pré-pic, le ramollissement post-pic, des angles de frottement et de dilatance dépendants de la densité et du confinement. La force sans dimension maximale calculée avec le modèle MCM est conforme aux lignes directrices de conception disponibles pour les profondeurs d'enfouissement peu profondes. Cependant, dans des conditions d'enfouissement profond, les simulations par EF utilisant le modèle Mohr-Coulomb (MC) donnent des résistances de pointe plus élevées que les simulations avec le modèle MCM. Les simulations utilisant le modèle MCM semblaient être conformes à la tendance observée pour des résultats de test par modèle. L™influence du ramollissement sur la résistance des sols et sur les modes de rupture est également examinée.

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