Published December 15, 2020 | Version v1
Publication Open

Nonlinear Interactive Analysis of Concrete Piled-Raft.(Dept.C)

  • 1. Mansoura University

Description

The piled raft foundation has shown growing applicability in the last two decades as an economic foundation type, where the structural loads are carried partly by the piles and partly by the contact stresses under the raft. The ratio of the load carried by piles to that carried directly by the contact stresses under the raft depends on many factors. Among these factors are the relative rigidity of the raft, the shear strength of the soil under the raft, the shear strength of the soil at the piles tin, the frictional stresses along the piles, and the piles settlement. The investigation of the effect of these factors requires a reliable finite element model that takes into consideration the nonlinear soil behaviour and the interaction between soil, piles, and all. In this article, two 3-D nonlinear (finite element models of piled raft foundation are adopted. In the first model, the interface elements are placed between the piles and soil, as well as between the raft and soil. In the second model, the interface elements are placed between the piles and the soil only and a gap is formed between the raft and the soil (free standing cap). The soil is modeled using Drucker Prager yield criteria while the piles and the raft are treated as a linear elastic material. The proposed models are applied to piled rafts resting on medium clay while the piles are rested on medium dense sand. The results reflect, the interaction among the piles, raft and soil. The study shows the effect of the contact between the soil and the raft on the pile loads and raft moment and deflection.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أظهر أساس الطوف المكدس قابلية متزايدة للتطبيق في العقدين الماضيين كنوع أساس اقتصادي، حيث يتم حمل الأحمال الهيكلية جزئيًا بواسطة الأكوام وجزئيًا بواسطة إجهادات التلامس تحت الطوف. تعتمد نسبة الحمولة التي تحملها الركائز إلى تلك التي تحملها مباشرة ضغوط التلامس تحت الطوف على العديد من العوامل. من بين هذه العوامل الصلابة النسبية للطوف، وقوة القص للتربة تحت الطوف، وقوة القص للتربة عند صفيح الأكوام، والضغوط الاحتكاكية على طول الأكوام، وتسوية الأكوام. يتطلب التحقيق في تأثير هذه العوامل نموذجًا موثوقًا للعناصر المحدودة يأخذ في الاعتبار سلوك التربة غير الخطية والتفاعل بين التربة والأكوام وجميعها. في هذه المقالة، يتم اعتماد نموذجين غير خطيين ثلاثي الأبعاد (نماذج العناصر المحدودة لأساس الطوف المكدس. في النموذج الأول، يتم وضع عناصر الواجهة بين الركائز والتربة، وكذلك بين الطوف والتربة. في النموذج الثاني، يتم وضع عناصر الواجهة بين الأكوام والتربة فقط ويتم تشكيل فجوة بين الطوف والتربة (غطاء قائم بذاته). تمت نمذجة التربة باستخدام معايير خضوع دراكر براغر بينما يتم التعامل مع الركائز والطوف كمادة مرنة خطية. يتم تطبيق النماذج المقترحة على الطوافات المكدسة التي ترتكز على الطين المتوسط بينما ترتكز الأكوام على الرمال متوسطة الكثافة. تعكس النتائج التفاعل بين الركائز والطوف والتربة. تظهر الدراسة تأثير التلامس بين التربة والطوف على أحمال الركائز وعزم الطوف والانحراف.

Translated Description (French)

La fondation de radeau empilée a montré une applicabilité croissante au cours des deux dernières décennies en tant que type de fondation économique, où les charges structurelles sont supportées en partie par les pieux et en partie par les contraintes de contact sous le radeau. Le rapport entre la charge portée par les pieux et celle portée directement par les contraintes de contact sous le radeau dépend de nombreux facteurs. Parmi ces facteurs figurent la rigidité relative du radeau, la résistance au cisaillement du sol sous le radeau, la résistance au cisaillement du sol au niveau de l'étain des pieux, les contraintes de frottement le long des pieux et le tassement des pieux. L'étude de l'effet de ces facteurs nécessite un modèle par éléments finis fiable qui prend en compte le comportement non linéaire du sol et l'interaction entre le sol, les pieux et tous. Dans cet article, deux modèles 3D non linéaires (éléments finis) de fondations de radeaux empilés sont adoptés. Dans le premier modèle, les éléments d'interface sont placés entre les pieux et le sol, ainsi qu'entre le radeau et le sol. Dans le deuxième modèle, les éléments d'interface sont placés entre les pieux et le sol uniquement et un espace est formé entre le radeau et le sol (chapeau autoportant). Le sol est modélisé à l'aide de critères de rendement Drucker Prager tandis que les pieux et le radeau sont traités comme un matériau élastique linéaire. Les modèles proposés sont appliqués à des radeaux empilés reposant sur de l'argile moyenne tandis que les pieux reposent sur du sable moyennement dense. Les résultats reflètent l'interaction entre les pieux, le radeau et le sol. L'étude montre l'effet du contact entre le sol et le radeau sur les charges de pieux et le moment et la déflexion du radeau.

Translated Description (Spanish)

La cimentación de balsa apilada ha mostrado una aplicabilidad creciente en las últimas dos décadas como tipo de cimentación económica, donde las cargas estructurales son soportadas en parte por los pilotes y en parte por las tensiones de contacto bajo la balsa. La relación entre la carga transportada por los pilotes y la transportada directamente por las tensiones de contacto bajo la balsa depende de muchos factores. Entre estos factores se encuentran la rigidez relativa de la balsa, la resistencia al corte del suelo debajo de la balsa, la resistencia al corte del suelo en el estaño de los pilotes, las tensiones de fricción a lo largo de los pilotes y el asentamiento de los pilotes. La investigación del efecto de estos factores requiere un modelo de elementos finitos confiable que tenga en cuenta el comportamiento no lineal del suelo y la interacción entre el suelo, las pilas y todo. En este artículo, se adoptan dos modelos tridimensionales no lineales (de elementos finitos) de cimentación de balsas apiladas. En el primer modelo, los elementos de interfaz se colocan entre los pilotes y el suelo, así como entre la balsa y el suelo. En el segundo modelo, los elementos de interfaz se colocan solo entre los pilotes y el suelo y se forma un espacio entre la balsa y el suelo (tapa independiente). El suelo se modela utilizando los criterios de rendimiento de Drucker Prager, mientras que los pilotes y la balsa se tratan como un material elástico lineal. Los modelos propuestos se aplican a balsas apiladas que descansan sobre arcilla mediana mientras que las pilas descansan sobre arena de densidad media. Los resultados reflejan la interacción entre los pilotes, la balsa y el suelo. El estudio muestra el efecto del contacto entre el suelo y la balsa sobre las cargas del pilote y el momento y la deflexión de la balsa.

Files

article_129924_c4cbe2a8053a748e39492be59bf3e638.pdf.pdf

Files (716.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9ffa00387d2b291b22685131bb71d2f4
716.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحليل التفاعلي غير الخطي لحامل الركائز الخرسانية.(قسم ج)
Translated title (French)
Analyse interactive non linéaire du béton sur pilotis.(Dept.C)
Translated title (Spanish)
Análisis Interactivo No Lineal de Pila de Concreto.(Dept.C)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3115389825
DOI
10.21608/bfemu.2020.129924

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt