Analytical method for the design of stabilizing rigid pile in frictional soil

M. Heidari, H. El Naggar

In the proceedings of: GeoOttawa 2017: 70th Canadian Geotechnical Conference; 12th joint with IAH-CNC

Session: Piles I

ABSTRACT: Piles are used extensively to stabilize unstable slopes. Analytical expressions have been suggested to calculate ultimate restraining forces of rigid piles in ultimate limit state (ULS) conditions based on different failure mechanisms. However, the available design formulations are limited to unrestrained piles embedded in cohesive soils. In other cases, it is often inevitable to perform complex and time-consuming numerical analyses of pile under lateral soil movements for the ULS conditions. The purpose of this paper is to describe distribution of limiting soil reactions along rigid passive piles, and to offer solutions for the ultimate load of the piles in frictional soil. Presuming appropriate ultimate states for the possible failure mechanisms of soil-pile system, analytical expressions are derived for determination of internal forces along the pile length based on different modes of failure. It is shown that the proposed solutions generally give satisfactory predictions for the response of pile to soil movements arising from slope instability. ABSTRAIT Les piles sont largement utilisées pour stabiliser les pentes instables. Des expressions analytiques ont été suggérées pour calculer les forces de retenue ultimes des piles rigides dans les conditions d'état limite ultime (ULS) basées sur différents mécanismes de défaillance. Cependant, les formulations de conception disponibles sont limitées à des piles non restreintes intégrées dans des sols cohésifs. Dans d'autres cas, il est souvent inévitable d'effectuer des analyses numériques complexes et longues de la pile sous mouvements latéraux du sol pour les conditions ULS. Le but de cet article est de décrire la distribution des réactions limitantes du sol le long des pieux passifs rigides et d'offrir des solutions pour la charge ultime des pieux dans les sols frictionnels. En supposant des états ultimes appropriés pour les éventuels mécanismes de défaillance du système de pile au sol, des expressions analytiques sont dérivées pour la détermination des forces internes le long de la longueur de la pile en fonction de différents modes d'échec. Il est démontré que les solutions proposées donnent généralement des prédictions satisfaisantes pour la réponse des mouvements des tas aux sols résultant de l'instabilité de la pente.

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