Predicting the Side Resistance of Piles Using a Genetic Algorithm and SPT N-Values

Markus Jesswein, Jinyuan Liu, Minkyung Kwak

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

Session: Soil Mechanics and Foundations (Deep Foundations II)

ABSTRACT: A genetic algorithm (GA) was developed to predict the side resistance of piles in Ontario with the standard penetration test blowcounts (SPT N-values). Pile foundations commonly support structures by transferring loads deeper into the ground; unfortunately, the soil characteristics, such as the strength and grain-size distribution, are rarely consistent at a site. Due to the spatial variability of the soil, challenges arise to accurately predict the ultimate axial capacity of piles. This research aims to mitigate this problem by implementing genetic programming. Since the 1950s, the Ministry of Transportation of Ontario has gathered approximately 100 pile load tests in various soil conditions, and a total of 23 piles were selected for this study. These piles were either H piles or pipe piles and were subjected to extension load tests. A GA was created to correlate the side resistances to the SPT N-values, and the developed relationships were compared to existing design methods for different soil types. In all, the ultimate goal of this research wapractice.

RÉSUMÉ: Un algorithme génétique (AG) a été développé pour prédire la résistance au cisaillement des pieux en Ontario avec les compteurs d'essai de pénétration standard (valeurs N du SPT). Les fondations de pieux soutiennent généralement les structures en transférant les charges plus profondément dans le sol; Malheureusement, les caractéristiques du sol, telles que la force et la distribution granulométrique, sont rarement constantes sur un site. En raison de la variabilité spatiale du sol, il est difficile de prédire avec précision la capacité axiale ultime des piles. Cette recherche vise à atténuer ce problème génétique. Depuis les années 1950, le ministère des Transports de l'Ontario a recueilli environ 100 essais de chargement de pieux dans diverses conditions de sol, et un total de 23 piles ont été sélectionnées pour cette étude. Ces piles étaient des piles H ou des pieux tubulaires et ont été soumises à des essais de charge d'extension. Un AG a été créé pour corréler les résistances au cisaillement aux valeurs N du SPT, et les relations développées ont été comparées aux méthodes de conception existantes pour différents types de sols. Dans l'ensemble, le but ultime de cette recherche était d'améliorer la conception locale des piles dans la pratique ontarienne.

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