Analiza przemieszczeń poprzecznie obciążonego pala w trójwymiarowym ośrodku liniowo-sprężystym o cechach losowych

• Autorzy: Bauer J. , Kozubal J. , Puła W. , Wyjadłowski M.

Warianty tytułu

EN

Displacement analysis of laterally loaded piles embedded in a three-dimensional linearly-elastic random medium

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono modelowanie probabilistyczne odkształceń pala pod wpływem sił poprzecznych działających w jego głowicy. Pal pogrążony jest w uwarstwionym ośrodku liniowo sprężystym o cechach losowych. Obciążenie pala jest traktowane jako losowe. Elementem nowym, w stosunku do znanych z literatury prac, jest podejście probabilistyczne dla modelu trójwymiarowego. Podstawę stanowi modelowanie trójwymiarowe za pomocą metody elementów skończonych. Uzyskuje się serie wyników odkształceń przy różnych wartościach parametrów podłoża. Wyniki te służą do skonstruowania powierzchni odpowiedzi, którą estymuje się za pomocą regresji nieliniowej poprzez specjalnie skonstruowany algorytm iteracyjny. Powierzchnia odpowiedzi umożliwia analizę niezawodności, polegającą na znajdowaniu prawdopodobieństw przekroczenia przemieszczeń dopuszczalnych przez głowicę pala oraz odpowiadających im wskaźników niezawodności. Stwierdzono decydujący wpływ losowych wahań obciążającej siły poziomej oraz modułu sprężystości wierzchniej warstwy podłoża na wartości wskaźników niezawodności.

EN

The paper presents a probabilistic modelling of displacements of a foundation pile. The pile is subjected to lateral loading implemented in the pile's head. The pile is embedded in a layered linearly-elastic random medium. The loading is considered as a random variable. The probabilistic approach to this problem as a three-dimensional one constitutes a new result in comparison with other earlier published. The base of the solution is the three-dimensional modelling by the finite element method. A series of results can be obtained under various values of elastic characteristics of the medium under consideration. Next by a non-linear regression procedure a response surface is obtained. To get the final response surface an iterative algorithm has been applied. The final response surface allows a reliability analysis. The failure criterion is an exceeding of an allowable displacements threshold by deformed pile's head. By numerical examples a vital effect of the random variability of the lateral force as well as random variability of the elastic modulus of the upper layer has been demonstrated.

Słowa kluczowe

PL

pale fundamentowe; powierzchnia odpowiedzi; wskaźnik niezawodności

EN

foundation pile; response surface; reliability index

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Górnictwo i Geoinżynieria
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 33, z. 1
• Strony: 65--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bauer J.

• Wydział Geoinżynierii Górnictwa i Geologii, Politechnika Wrocławska, Wrocław

autor

Kozubal J.

• Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Politechnika Wrocławska, Wrocław

autor

Puła W.

• Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Politechnika Wrocławska, Wrocław

autor

Wyjadłowski M.

• Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Politechnika Wrocławska, Wrocław

Bibliografia

• [1] Bauer J., Puła W.: Reliability with respects to settlement limit-states of shallow foundation on linearly- deformable subsoil. Computers & Geotechnics 25, 3-4, 2000, 281-308
• [2] Brinch Hansen J.: The ultimate resistance of rigid piles against transversal force. The Danish Geotechnical Institute, Bulletin 12, 1961
• [3] Cherubini C: Data and Consideration on the variability of geotechnical properties of soils. Proc. of the ESREL Conf., Lisbona, 1977, 1538-1591
• [4] Comodromos E. et.al.: Numerical assessment of axial pile group response based on load test. Computers and Geotechnics 30, 2003, 505-517
• [5] Ditlevsen O., Madsen H.O.: Structural Reliability Methods. John Wiley & Sons, Chichester, 1996
• [6] Faravelli L.A.: A response surface approach for reliability analysis. Journal of the Engineering Division ASCE 115 (12), 1989, 2763-2781
• [7] Liang F.Y., Chen L.Z., Shi X.G.: Numerical analysis of composite piled raft with cushion subjected to vertical load. Computers and Geotechnics 30, 2003, 431-442
• [8] Poulos H.G., Davis E.K: Pile foundation analysis and design. J. Wiley, New York, 1980
• [9] Pula W.: Reliability analysis of rigid piles subjected to lateral loads. [In:] Numerical Models in Geomechanics, S. Pietruszczak and G.N. Pande eds. Balkema Rotterdam, 1997, 521-526
• [10] Puła W.: Zastosowania teorii niezawodności konstrukcji do oceny bezpieczeństwa fundamentów. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2004
• [11] Puła W., Różański A.: Reliability of rigid piles subjected to lateral loads. A response surface approach. Proc. of the Tenth Int. Symposium on Numerical Methods in Geomechanics, Ed. by G.N. Pande, Rhodes, 2007
• [12] Rackwitz R.: Response surfaces in structural reliability. Berichte zur Zuverlassigkeitstheorie der Bauwerke. Heft 67, LKI, Tectmische Universitat Munchen, 1982
• [13] Tandjiria V. Teh C.I, Low B.K: Reliability analysis of laterally loaded piles using response surface methods STRUCT SAF 22: 4, 2000, 335-355
• [14] Tahghighi & Konagai: Numerical analysis of nonlinear soil—pile group interaction under lateral loads. Soil Dynamics and Earthquake Engineering 27, 2007
• [15] Zhabd & Small: Analysis of capped pile groups subjected to horizontal and vertical test. Computers and Geotechnics 26, 2001