Field investigation of rocking shallow foundations on cohesive soil subjected to lateral cyclic loads

Keshab Sharma, Lijun Deng

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoOttawa 2017: 70th Canadian Geotechnical Conference; 12th joint with IAH-CNC

Session: Innovative Foundation Systems

ABSTRACT: Rocking shallow foundations have been observed to be a good mechanism of base isolation and energy dissipation during strong seismic events. Researchers have been conducting geotechnical centrifuge and shake-table tests of small-scale model footings primarily in sand. Despite the progress, there is a lack of research in the field tests of rocking foundations or in the behaviour of rocking foundations in clay. The present research conducted a field study of a rocking shallow foundation resting on a natural clay in Edmonton, Canada. The footing was subjected to slow cyclic loading in lateral direction. The rocking foundation system consisted of a 1.5 m by 1.0 m concrete footing, column, and deck to simulate a prototype bridge system. A geotechnical investigation was carried out to determine the soil conditions before and after the experiments. Nonlinear behaviour of the foundations and underlying soil was evident and typical performance graphs, such as moment vs. rotation and settlement vs. rotation, are analyzed. Energy dissipation, residual rotation, settlement, and stiffness degradation observed in the tests are discussed.

RÉSUMÉ: Il a été observé que les fondations superficieles basculantes sont un bon mécanisme d'isolement de base et de dissipation d'énergie pendant de forts événements sismiques. Les chercheurs ont conduit des essais géotechniques de centrifugation et de banc d'ébavurage sur des modèles de fondations à petite échelle, principalement avec du sable. Malgré les progrès, il manque de la recherche au sujet des essais de terrain et sur le comportement des fondations basculantes en argile. Cette recherche a conduit une étude de terrain d'une fondation superficiele basculante, basée sur une argile naturelle à Edmonton, Canada. La fondation a été soumis à un chargement cyclique et lent, en direction latérale. Le système de fondations basculantes était compris par une fondation en béton de 1,5m par 1,0m, une colonne et une plate-forme, afin de simuler un système protoype de pont. Une recherche géotechnique a été effectuée pour déterminer les conditions du sol avant et après les essaies. Un comportement non linéaire des fondations était évident, et on a analysé des graphiques de performance, tel que le moment vs la rotation et l'affaissement vs la rotation. On a discuté la dissipation d'énergie, la rotation résiduelle, l'affaissement et la dégradation de la rigidité observés lors des tests.

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