Numerical simulation of the impact of vibratory densification of rockfill columns on adjacent buried structure

ABSTRACT: Rockfill columns have been used to stabilize riverbanks in Winnipeg, Manitoba. As part of the installation process, the rockfill may be densified with the vibration of steel casings during its removal. There is limited information in the literature available regarding the effects of induced waves on nearby buried structures. This paper investigates the impact of the vibratory densification of a rockfill column to a nearby buried aqueduct using finite element method. The numerical model was verified against limited data available in the literature on the impact of vibration on structures at the ground surface. Then, a 2D model was used to simulate the ground response during the dynamic installation of the rockfill column. The numerical modelling results were compared with measured data. Results are discussed in this paper as they relate to the guidelines from Eurocode, British Standards, FHWA, current practice in Canada and others on limiting vibrations in structures based on peak particle velocity (PPV).

RÉSUMÉ: Les colonnes d'enrochement sont largement utilisées pour stabiliser les berges des rivières à Winnipeg, au Manitoba. Dans le cadre du processus d'installation, l'enrochement peut être densifié avec la vibration des enveloppes en acier lors de son enlèvement. Il existe une littérature limitée sur les effets des ondes induites sur les structures enfouies à proximité. Cet article étudie l'impact de la densification vibratoire d'une colonne d'enrochement sur un aqueduc enfoui à proximité en utilisant la méthode des éléments finis. Le modèle numérique a été vérifié par rapport aux données disponibles dans la littérature. Ensuite, un modèle 2D a été utilisé pour simuler la réponse du sol lors de l'installation dynamique de la colonne d'enrochement. Les résultats ont été comparés aux données de terrain. Les résultats de la modélisation numérique sont discutés dans cet article, car ils se rapportent aux directives du NCRHP, de l'Eurocode, des normes britanniques, de la FHWA, la pratique actuelle au Canada et d’autres sur la limitation des vibrations dans les structures en fonction de la vitesse de pointe des particules (PPV).