Pile Model for 2D FLAC Analysis

Gordon Fung

In the proceedings of: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: FOUNDATION DESIGN - VI Soil-Structure Interaction

ABSTRACT: This paper presents the methodology used for the modeling of piles in 2D plane-strain analyses for both static and seismic conditions. The FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua) finite difference program was used to model the pile elements with earthquake ground motions representing return periods of 475 years and greater. The analyses consider lateral forces acting on the piles due to ground movements resulting from potentially-liquefiable ground. Where liquefiable soils are present, the ground deformations cannot realistically be considered as being uniform, as assumed in the usual plane-strain approach. If the lateral ground deformations are to be used to estimate the lateral loading on piles within the deforming soil mass, then an alternative approach to better consider the non-uniform strain field is required. The axial and lateral pile responses obtained from the FLAC analyses are discussed in the paper and compared with the results calculated using de-coupled approaches commonly used in current engineering practice. The FLAC analyses have been utilized to provide an evaluation of the standard design approaches and an insight into the seismic performance of piles. The FLAC analyses are also useful in following the development of the lateral load on the piles prior to the occurrence of liquefaction. The mechanisms involved in the development of the lateral loading of piles due to the movement of liquefied soils are discussed with reference to present design approaches.

RÉSUMÉ: Ce document présente la méthodologie utilisée pour la modélisation des pilotis en 2D déformation plane des analyses pour les deux conditions statiques et sismiques. Le FLAC programme de différences finies a été utilisé pour modéliser les éléments de battage avec les mouvements du sol de tremblement de terre représentant des périodes de 475 ans et plus retour. Les analyses considèrent les forces latérales agissant sur les pilotis en raison de mouvements du sol résultant du sol potentiellement liquéfiables. Lorsque les sols liquéfiables sont présents, les déformations du sol ne peuvent pas être considérées comme réalistes étant uniforme, comme supposé dans l'approche déformation plane habituelle. Si les déformations du sol latérales doivent être utilisées pour estimer la charge latérale sur pilotis dans la masse du sol déformant, puis une autre approche pour mieux examiner le champ de déformation non uniforme est nécessaire. Les réponses axiales et latérales du pilotis obtenus à partir des analyses FLAC sont discutées dans le papier et comparés avec les résultats calculés en utilisant des approches de couplage couramment utilisés dans la pratique de l'ingénierie actuelle. Les analyses FLAC ont été utilisées pour fournir une évaluation des approches de conception standard et un aperçu de la performance sismique des pilotis. Les analyses FLAC sont également utiles pour suivre l'évolution de la charge latérale sur les pilotis avant l'apparition de la liquéfaction. Les mécanismes impliqués dans le développement du chargement latéral de pilotis en raison du mouvement des sols liquéfiés sont discutés en se référant à présenter des approches de conception.

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Cite this article:
Gordon Fung (2016) Pile Model for 2D FLAC Analysis in GEO2016. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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