Trench impact on lateral response of pipeline buried in sand

Mehdi Esmaeilzadeh, Hodjat Shiri

In the proceedings of: GeoEdmonton 2018: 71st Canadian Geotechnical Conference; 13th joint with IAH-CNC

Session: Soil Mechanics and Foundations (Offshore Geotechnics)

ABSTRACT: Subsea pipelines may go under large lateral displacements due to ground movement and ice gouging etc. In practice, the backfilling material is significantly interacting with the pipeline and trench wall affecting the lateral response of the pipeline. The pipeline-backfill-trench interaction is not usually considered in design practice and has not been deeply explored in the literature. This paper presents the numerical modeling of centrifuge tests conducted at C-CORE to investigate the lateral response of a trenched pipeline backfilled with sand. The native soil bed in which the trench had been excavated was over-consolidated clay and also pure loose sand. Coupled-Eulerian-Lagrangian (CEL) analysis was performed using ABAQUS/Explicit to model the pipeline, trench, and backfill. A parametric study was conducted to investigate the influence of various parameters including the burial depth, and trench geometry on the lateral force-displacement (p-y) response of the pipeline. The results showed that the lateral p-y response of the pipeline is significantly affected by interactive failure mechanisms of the backfilling material and trenched native soil.

RÉSUMÉ: En pratique, le matériau de remblayage interagit de manière significative avec le pipeline et la paroi de la tranchée, ce qui affecte la réponse latérale du pipeline. L'interaction pipeline-remblai-tranchée n'est généralement pas considérée dans la pratique de conception et n'a pas été explorée en profondeur dans la littérature. Cet article présente la modélisation numérique des essais de centrifugation effectués à C-CORE pour étudier la réponse latérale d'une tranchée de tranchée remplie de sable. Le lit de sol indigène dans lequel la tranchée avait été creusée était de l'argile sur-consolidée et aussi du sable meuble pur. L'analyse Coupled-Eulerian-Lagrangian (CEL) a été réalisée en utilisant ABAQUS / Explicit pour modéliser le pipeline, la tranchée et le remblai. Une étude paramétrique a été menée pour étudier l'influence de divers paramètres, y compris la profondeur de l'enfouissement, et la géométrie de la tranchée sur la réponse latérale force-déplacement (p-y) du pipeline. Les résultats ont montré que la réponse p-y latérale du pipeline est significativement affectée par les mécanismes de rupture interactifs du matériau de remblayage et du sol natif de la tranchée.

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