NUMERICAL INVESTIGATION OF THE BEARING CAPACITY OF RING FOUNDATIONS ON INHOMOGENEOUS CLAY

Maha Al Massri, Timothy Newson

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Foundations I / Fondations I

ABSTRACT: Although the bearing capacity of ring foundations has been addressed in the literature, this is currently limited to drained soil behaviour only. Ring foundations are commonly used for supporting cylindrical structures such as oil tanks, bins, hoppers, bridge piers and silos. With more construction of large cylindrical structures occurring, ring foundations have the potential to become a very economical solution. The time and construction cost reduction of ring foundations compared to circular footings has motivated engineers to look for more guidance for the determination of the bearing capacity of ring foundations. This paper presents the results of a numerical investigation of the performance of ring footings on soft clay soils with increasing shear strength with depth. The study includes investigation of the effect of the footing diameter ratios and soil strength increase on the undrained bearing capacity factor Nc . This research has been conducted using finite element analysis with the software PLAXIS. The variation of Nc is shown to vary with both the geometry and soil properties. The research has both practical application to the design of circular foundations and academic interest related to the interaction of other closely spaced foundation systems on clay soils.

RÉSUMÉ: Bien que l™étude de la capacité portante des fondations annulaires ait été abordée dans la littérature, elle est actuellement limitée à l™analyse du comportement drainé du sol. Les fondations annulaires sont couramment utilisées pour soutenir les structures cylindriques, telles que les réservoirs d™huile, les trémies, les piliers de ponts et les silos. En raison de l™accroissement du nombre de constructions de grandes structures cylindriques, les fondations annulaires ont le potentiel de devenir une solution très économique. La réduction des coûts et de la durée de la construction des fondations annulaires par rapport aux fondations sur semelles circulaires a incité les ingénieurs à définir des orientations pour la détermination de la capacité portante des fondations annulaires. Cet article présente les résultats d™une analyse numérique de la performance de telles fondations sur des argiles molles dont la résistance au cisaillement augmente avec la profondeur. L™étude comporte une évaluation de l™effet du rapport du diamètre de la fondation et de l™accroissement de la résistance non drainée du sol sur le facteur de capacité portante Nc. Cette recherche a été menée en effectuant une analyse par éléments finis avec le logiciel PLAXIS. On montre que le facteur Nc varie en fonction de la géométrie du système et des propriétés du sol. Cette recherche a des applications pratiques pour la conception des fondations circulaires et présente aussi un intérêt académique lié à l™interaction avec d™autres types de fondations peu espacées sur sols argileux.

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