3D Numerical Modeling of Metal Pipe in Enkoping Case Study

RÉSUMÉ: Cet article présente une analyse de modélisation numérique 3D d’un tuyau en métal ondulé (CMP) composé de feuilles de métal ondulé flexible, avec des couches de remplissage soigneusement compactées autour et au-dessus du tuyau. L’analyse se concentre sur un CMP de grand diamètre dans une étude de cas à Enkoping, en Suède. L’analyse numérique utilise le programme d’éléments finis PLAXIS 3D. Les mesures sur le terrain des déformations verticales et des forces internes sont comparées aux calculs effectués selon le Code canadien de conception des ponts routiers (CHBDC) et aux résultats numériques estimés à partir du modèle 3D. Dans le modèle qui est développé, l’effet du comportement du sol entourant le tuyau est représenté en utilisant deux modèles de matériaux constitutifs communs, le modèle Mohr-Coulomb (MC) et le modèle linéaire élastique (LE), avec et sans effort de compactage. Ce document présente une phase initiale d’une étude plus vaste qui comprendra d’autres modèles de matériaux sophistiqués.

ABSTRACT: This paper presents a 3D numerical modeling analysis of a corrugated metal pipe (CMP) consisting of corrugated flexible metal sheets, with backfill layers carefully compacted around and above the pipe. The analysis focuses on a large diameter CMP in a case study in Enkoping, Sweden. The numerical analysis uses the finite element program PLAXIS 3D. Field measurements of the vertical deformations and internal forces are compared with calculations performed according to the Canadian Highway Bridge Design Code (CHBDC) and numerical results estimated from the 3D model. In the model which is developed, the effect of the behavior of the soil surrounding the pipe is represented by utilizing two common constitutive material models, the Mohr-Coulomb (MC) model and the linear elastic (LE) model, with and without compaction effort. This paper presents an initial phase of a larger study that will include additional sophisticated material models.