2D and 3D Numerical Simulation of Load-Settlement Behaviour of Axially Loaded Pile Foundations

Abstract

Reliable prediction of settlement behaviour of axially loaded piles is one of the major concerns in geotechnical engineering. Therefore, this paper focuses on the finite element solutions of load-settlement behaviour of a single pile and pile group using PLAXIS numerical package. Three different types of analysis were incorporated: a linear elastic analysis, a complete nonlinear analysis and a combined analysis. The pile case history with settlement measurements made during field pile load test was considered to validate the single pile load-settlement simulation, and the same load test result was extended to simulate the load-settlement behaviour of pile group using RATZ analytical approach. The single pile analysis results suggest that realistic load-settlement predictions can be drawn by considering complete soil as Mohr-Coulomb model at lower working loads, and incorporation of an interface zone thickness of two times pile diameter using Hardening-Soil model is required to simulate the load-settlement behaviour at higher working loads. The group pile analysis results provide a better load-settlement prediction when incorporating an interface zone thickness of pile dimeter from the pile shat using Hardening-Soil model while leaving the remaining soil as Linear-Elastic material.

Finite Element Analysis on Load-Settlement Behavior of Axially Loaded Pile on Sand

“…When conducting numerical simulations for accurate settlement predictions, it's crucial to appropriately select the material model. The choice of material model is influenced by both soil properties and structural loading conditions (Gowthaman & Nasvi, 2017). Piles were simulated using a linear elastic (LE) model, while the soil was represented by the MC model, which is elastoplastic and captures nonlinear stress-strain behavior (Yapage & Liyanapathirana, 2017).…”

“…This critical criterion is evaluated through a combination of theoretical and numerical approaches (Naveen et al, 2011). The accurate prediction of settlement behavior in axially loaded piles constitutes a significant concern within the realm of geotechnical engineering (Gowthaman & Nasvi, 2017). In the context of employing the Finite Element Method (FEM), the careful selection of soil constitutive models and their associated parameters is pivotal for achieving reliable predictions (Dahal et al, 2019).…”

Nghiên cứu gia cường nền đất yếu dưới cát san lấp bằng cọc ngắn sử dụng vật liệu tương tự SCHNEEBELI trên mô hình thu nhỏ

“…Do tính phi tuyến tính ảnh hưởng đến tương tác của nhóm cọc, mô hình LE và MC không dự đoán được ứng xử của nhóm cọc. Tính phi tuyến của đất và các hiệu ứng tương tác được nắm bắt rõ ràng trong mô hình HS và sự kết hợp của cả hai hiệu ứng phi tuyến dẫn đến dự đoán thực sự về ứng xử lún của nhóm cọc [17]. Tuy nhiên, dự đoán độ lún đáng tin cậy của móng cọc vẫn là một vấn đề tồn tại trong những bài toán địa kỹ thuật [15,18].…”

“…Tuy nhiên, dự đoán độ lún đáng tin cậy của móng cọc vẫn là một vấn đề tồn tại trong những bài toán địa kỹ thuật [15,18]. Bên cạnh đó, việc lựa chọn mô hình vật liệu phù hợp và các thông số mô hình hóa dựa trên điều kiện địa chất và tải trọng vẫn là một thách thức lớn trong mô phỏng số ứng xử lún của móng cọc [17].…”

Tam Ölçekli Yanal Yükleme Testinin Sayısal Modellemesi

“…Plaxis has the required features to deal with numerous problems encountered in most geotechnical structures. Analyses of axially loaded piles using the finite element method have been studied by many researchers (Lozovyi andZahoruiko (2012), Said et al (2009), Gowthaman andNasi (2017), Yi (2004). However; analyses of the laterally loaded piles using finite element method are much less than axially loaded ones in the literature (Uncuoglu and Laman (2012), Misir and Laman (2019) and etc.).…”