Numerical modeling of a large pile group under lateral loads

ABSTRACT: A large pile group (>=100 piles) is often used to support a variety of large-scale structures (e.g., high-rise buildings) to resist both vertical structural loads and significant lateral loads in the event of earthquakes or hurricanes. In general practice, the design of a large pile group follows prevalent design guidelines which are established based on small pile group (<25 piles) testing. A series of 3D continuum finite element analyses is used to investigate the lateral group effect for pile groups up to 1600 piles in size. The development of proper 3D FE models using PLAXIS 3D is discussed, with special consideration to soil mesh generation. It is revealed that the automatically generated mesh in PLAXIS 3D could lead to unstable numerical output, with the overestimation of pile responses. It is found that this issue could be avoided by introducing a localized meshing zone around the pile group.

RÉSUMÉ: Un grand groupe de pieux (≥ 100 pieux) est souvent utilisé pour supporter une variété de structures à grande échelle (par exemple, des gratte-ciels) pour résister à la fois aux charges structurelles verticales et aux charges latérales importantes en cas de tremblements de terre ou d'ouragans. En pratique générale, la conception d'un grand groupe de pieux suit les directives de conception courantes qui sont établies sur la base d'essais sur de petits groupes de pieux (<25 pieux). Une série d'analyses d'éléments finis en continuum 3D est utilisée pour étudier l'effet de groupe latéral pour des groupes de pieux jusqu'à 1600 pieux. Le développement de modèles EF 3D appropriés à l'aide de PLAXIS 3D est discuté, avec une attention particulière à la génération de maillage du sol. Il est révélé que le maillage généré automatiquement dans PLAXIS 3D pourrait conduire à une sortie numérique instable, avec une surestimation des réponses des pieux. On constate que ce problème pourrait être évité en introduisant une zone de maillage localisée autour du groupe de pieux.