СРАВНИТЕЛЬНЫЙ МКЭ-АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ АНКЕРНЫХ ЩЕБЕНОЧНЫХ СВАЙ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОДЪЕМУ ФУНДАМЕНТА Comparative Analysis of Granular Anchor Piles (GAP) for Uplift Resistance using FEM-Based Software

Chetana Bahuguna, Shashank Bhatra, Vikas Pratap Singh

Аннотация


В последние годы анкерные щебеночные сваи (GAP-анкеры) находят применение для противодействия силам подъема фундамента. Цель данного исследования — моделирование и анализ поведения GAP-анкеров с использованием программного обеспечения PLAXIS 3D на основе метода конечныхэлементов. Выполнена оценка влияния длины сваи, осевой несущей способности анкерного стержня,
размещения бетонного слоя и относительной плотности дисперсного грунта. Результаты показали, что сила выдергивания для GAP-анкеров значительно увеличивается при росте осевой несущей способности анкерного стержня, однако при нагрузке свыше 250 МН — это увеличение незначительно. Использование бетонного слоя увеличивает силу выдергивания для анкерных щебеночных свай. Проведено сравнение модельной GAP-сваи с другими сваями, оказывающими сопротивление подъему, сваями с уширенным основанием и винтовыми. Для сравнения диаметр анкерного крепления оставался постоянным для всех трех типов свай; проанализировано влияние числа анкеров в свае. Во всех случаях для GAP-анкеров получены промежуточные показатели для свай с расширенным анкерным креплением и винтовых. Однако несущая способность на выдергивание GAP-анкеров была ближе к таковой для свай с расширенным анкерным креплением при L/d = 5 и L/d = 10 – для одинарного и двойного расположе-
ния анкеров соответственно.


Полный текст статьи публикуется в английской версии журнала
«Soil Mechanics and Foundation Engineering”, vol.63, No.4


Литература


Abhishek, and Sharma, R.K., A numerical study of granular pile anchors subjected to uplift forces in expansive soils using PLAXIS 3D. Indian Geotechnical Journal 49(3):304-13 (2019). https://doi.org/10.1007/s40098-018-0333-3

Bahuguna, C., and Bhatra, S., Green Foundations: A Sustainable Approach to Uplift Resistance with Granular Anchor Piles in Comparison to Concrete Piles. International Conference on Environmental Sustainability and Climate Change (ICESCC 2023), NIT Meghalaya, Shillong, India (2023).

Bowles, J.E., Foundation analysis and design, McGraw-Hill, Singapore (1996).

George, B.E. and Hari, G., Numerical investigations of under-reamed piles, In Proceedings of Sixth International Geotechnical Symposium, Chennai, India (2015).

IS 2911-3, Code of practice for design and construction of pile foundations, Part 3: Under-reamed piles (1980).

Johnson, N., and Sandeep, M.N., Ground improvement using granular pile anchor foundation, Procedia Technology, 24:263-70 (2016). https://doi.org/10.1016/j.protcy.2016.05.035

Joseph, J., Kumar, S., Patel, J. B. et al., Model tests on granular pile anchor and helical anchor: a comparative study, International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering, 8(3):44 (2022). https://doi.org/10.1007/s40891-022-00386-y

Krishna, P. H., and Murty, V. R., Pull-out capacity of granular anchor piles in expansive soils, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, 5(1):24-31 (2013).

Muthukumar, M., and Phanikumar, B. R., Shrinkage behaviour of GPA-reinforced expansive clay beds subjected to swell–shrink cycles, Geotechnical and Geological Engineering 33:475-85 (2015). https://doi.org/10.1007/s10706-014-9833-9

Mehta, P. K., and Monteiro, P. J. M., Concrete Microstructure, Properties and Materials, McGraw Hill (2014).

Muthukumar, M., and Shukla, S. K., Comparative study on the behaviour of granular pile anchors and helical pile anchors in expansive soils subjected to swelling, International Journal of Geotechnical Engineering 14(1):49-54 (2020). https://doi.org/10.1080/19386362.2017.1398370

O'Kelly, B. C., Brinkgreve, R. B., and Sivakumar, V., Pullout resistance of granular anchors in clay for undrained condition, Soils and Foundations 54(6):1145-58 (2014). https://doi.org/10.1016/j.sandf.2014.11.009

Kumar, B. R., and Rao, N. R., Increasing pull-out capacity of granular pile anchors in expansive soils using base geosynthetics, Canadian Geotechnical Journal 37(4):870-81 (2000). https://doi.org/10.1139/t00-012

Phanikumar, B.R., and Muthukumar, M., Influence of wetting–drying cycles on swell–shrink behaviour of GPA-reinforced expansive clay beds, Geomechanics and Geoengineering 15(3):172-85 (2020). https://doi.org/10.1080/17486025.2019.1634288

Phanikumar, B. R., Srirama, R. A., and Suresh, K., Field behaviour of granular pile-anchors in expansive soils, Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Ground Improvement 161(4):199-206 (2008). https://doi.org/10.1680/grim.2008.161.4.199

Rao, A. S., Phanikumar, B. R., Babu, R. D., et al., Pullout behavior of granular pile-anchors in expansive clay beds in situ, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 133(5):531-8 (2007). https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2007)133:5(531)

Srirama, R. A., Phanikumar, B. R., and Suresh, K., Response of granular pile-anchors under compression, In Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Ground Improvement, pp.121-129 (2008). https://doi.org/10.1680/grim.2008.161.3.121

Sangeetha, S., and Hari, K. P., Analysis of heave behaviour of expansive soil provided with granular pile anchors using Plaxis, In Advances in Computer Methods and Geomechanics: IACMAG Symposium 2019 Volume 1, Springer, Singapore pp. 391-404 (2020).

Sharma, A., and Sharma, R. K., Uplift behaviour of axial granular pile anchor encased with geogrid in cohesionless soil, Journal of Engineering, Design and Technology 19(2):588-602 (2021). https://doi.org/10.1108/JEDT-06-2020-0222

Sivakumar, V., O'Kelly, B. C., Madhav, M. R., et al., Granular anchors under vertical loading–axial pull, Canadian geotechnical journal 50(2):123-132 (2013). https://doi.org/10.1139/cgj-2012-0203


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.