Chea min Kim;Ki hwan Kim;Do kyun Yoon;Youngkyu Choi
Journal of the Korean Geosynthetics Society
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v.22
no.1
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pp.39-51
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2023
The bearing capacity of the prebored pile has been studied by many researchers. However, The bearing capacity of the prebored pile has been studied by many researchers. However, comparative studies between design data and pile load test data on the load sharing ratio and the settlement were insignificant. Therefore, the design data and the static load test results were compared for the prebored open-end steel piles. In the compressive static pile load test, the load sharing ratios of the base resistance and the shaft resistance were 13%~40% and 60%~87%, respectively and the settlements were measured 2.2mm~4.7mm. In the current bearing capacity calculation formula, the base resistance was shared between 54% and 75%, and the shaft resistance was shared between 25% and 46% and the settlements were calculated about 19.8mm~23.6mm. The settlement in the current bearing capacity calculation formula was 321% to 776% (average : 445%) larger than the settlement in the result of load test. When the settlement were calculated using the load sharing ratio in the pile load tests, it was 137% to 525% larger than the test settlement, and it was as large as 204% on average. It was confirmed that an appropriate evaluation of the load sharing ratio had an important effect on the calculation of pile settlement.
For the construction of 4.8km long Multi-Purpose Jamuna Bridge in Bangladesh, 2 or 3 large diameter open-ended steel pipe piles were used for the foundation of piers. A total of 123 piles were driven for 50 piers and 2 test piles from the river bed through the normally-consolidated upper sand layer and rested n top of gravel layer. Two types of piles, having 3.15 or 2.50m diameter and variable wall thickness in the range of 40 to 60mm, were driven to the depths of 69 to 74m with the rake of 6:1 by connecting 2 or 3 pieces of short piles. Dynamic pile tests were performed on 24 selected piles during pile driving and soil plug length inside the pile was also measured after driving of each short section.These piles were plugged with soil to, though slightly affected by pile diameters, about 75% of total length of pile driven. Active plug at the tip of pile contributed substantial amount of inner skin friction to the total capacity. Piles soon after driving showed a skin-friction dominant pile behaviour, tat is, 90% of total capacity being developed by skin resistance. Quakes values and Smith damping factors were almost constant regardless of pile diameters. This result reflects the influence of uniform soil condition at the site.
Based on Trifuilac's empirical model to transform earthquake acceleration time history in the time domain into Fourier amplitude spectrum in the frequency domail an earthquake scaling technique for simulating the earthquake record of certain magnitude as the required magnitude earthquake was suggested. Also, using the earthquake record of magni dude(M) 5.8, the simulated earthquake of magnitude(M) 8.0 was established and its application to dynamic testing system was proposed. The earthquake scaling technique could be considered by several terms : earthquake magnitude(M), earthquake intensity(MMI), epicentral distance, recording site conditions, component direction and confidence level required by the analysis. Albo, it had an application to the various earthquake records. The simulated earthquake in this study was established by two orthogonal horizontal components of earthquake acceleration-time history. The simulated earthquake shaking could be applied to the dynamic pile load test for the model tension pile and the model compressive open -ended piles driven into the pressure chamber. In the static pile load test, behavior of two piles was very different and after model tension pile experienced 2 or 3 successive slips of the pile relative to the soil, it was failed completely. During the simulated earthquake shaking, dynamic behavior and pile capacity degradation of two piles were very different.
After the model open-ended pile attached with strain gages was driven into a pressure chamber, in which the saturated microfine sand was contained, the static compression loading test was performed for that pile. Based on the test results, ultimate pile capacity was determined. Then, either simulated earthquake shaking or sinusoidal shaking was applied to the pile with the sustained certain level OP ultimate pile load. Then, pile capacity degradations characteristics during shaking were studied. Pile capacity degradation during two different shakings were greatly different. During the simulated earthquake shaking, capacity degradation depended upon the magnitude of applied load. When the load applied to the pile top was less than 70% of ultimate pile capacidy, pile capacity degradation rate was less than 8%, and pile with the sustained ultimate pile load had the degradation rate of 90%. Also, most of pile capacity degradation was reduced in outer skin friction and degradation rate was about 80% of ultimate pile capacity reduction. During sinusoidal shaking, pile capacity degradation did not depend on the magnitude of applied load. It depended on the amplitude and the frequency , the larger the amplitude and the fewer the frequency was, the higher the degradation rate was. Reduction pattern of unit soil plugging (once depended on the mode of shaking. Unit soil plugging force by the simulated earthquake shaking was reduced in the bottom 3.0 D, of the toe irrespective of the applied load, while reduction of unit soil plugging force by sinusoidal shaking was occurred in the bottom 1.0-3.0D, of the toe. Also, the soil plugging force was reduced more than that during simulated earthquake shaking and degradation rate of the pile capacity depended on the magnitude of the applied load.
The behavior of axially loaded pile was analyzed by two methodologies: one is the finite difference method using load transfer curves recommended by API(1993) , and the other is the numerical analysis using the FLAC program. From both analyses, load-displacement curves and load distributions along the depth were evaluated appropriately for the measured. The analysis using the FLAC could capture the nonlinearity of load-displacement curve even for unloading and reloading cases, since the unloaded stress paths of fill layer elements occurred on the failure envelop. Futhermore, the measured load transfer curves were compared with the API recommendations and with the calculations obtained front the results of the FLAC analysis for the interpretation of the transfer behavior between the soil and the pile under axial loadings. It was concluded that the atrial behavior of open ended piles at Pusan could be evaluated by both the finite difference analysis using API load transfer curves and the numerical analysis using FLAC.
This paper presents the application of the Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) numerical technique to simulate the driving of open-ended piles into sandy soil. The main objective of this study was to investigate the applicability of CEL technique to the behavior of the driven pile penetration. Comprehensive studies to verify the behavior of driven pile penetration are presented in this paper. Through comparison with results of field load tests, the CEL methodology was found to be in good agreement with the general trend observed by in situ measurement, and the CEL approach accurately simulated the behavior of driven pipe piles.
This paper presents the analysis of plugging effect especially when the large diameter steel pipe pile was installed by considering driveability (BPM, blow per meter). The Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) technique was used to simulate the driving of open-ended piles into soil. To consider the driveability, the applied driving energy for each pile was obtained from the analysis results by using the wave equation. The parametric studies were performed for different pile diameters, penetration depths of pile, soil elastic modulus and BPM. It was found that the SPI is almost constant with increasing both the pile diameter and the required driving energy. It is also found that the plugging effect increases with increasing the pile length, resulting in the increase of lateral earth pressure. Based on this study the apparent magnitude and distribution of the lateral earth pressure is proposed for inside portion mobilizing soil plug.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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