Abstract:A methodology is presented to evaluate multi-directional force-displacement relationships for soil-pipeline interaction analysis and design. Large-scale tests of soil reaction to pipe lateral and uplift movement in dry and partially saturated sand are used to validate plane strain, finite element (FE) soil, and pipe continuum models. The FE models are then used to characterize force versus displacement performance for lateral, vertical upward, vertical downward, and oblique orientations of pipeline movement in soil. Using the force versus displacement relationships, the analytical results for pipeline response to strike-slip fault rupture are shown to compare favorably with the results of large-scale tests in which strike-slip fault movement was imposed on 250 and 400 mm diameter high-density polyethylene pipelines in partially saturated sand. Analytical results normalized with respect to maximum lateral force are provided on 360°plots to predict maximum pipe loads for any movement direction. The resulting methodology and dimensionless plots are applicable for underground pipelines and conduits at any depth, subjected to relative soil movement in any direction in dry or saturated and partially saturated medium to very dense sands.Key words: pipeline, Mohr-Coulomb, soil-pipe interaction, earthquake, liquefaction, ground failure.Résumé : Une méthodologie est présentée afin d'évaluer les relations force-déplacement multidirectionnel pour la conception et l'analyse des interactions sol-pipeline. Des essais à grande échelle de la réaction du sol aux mouvements latéraux ou au soulèvement de tuyau dans le sable sec et partiellement saturé servent à valider les modèles en déformation plane, les sols par élément fini (EF) et le continuum de tuyau. Les modèles EF sont ensuite utilisés pour caractériser les performances de force versus déplacement latéral, pour les orientations verticales, vers le haut, vertical vers le bas et obliques de mouvement du pipeline dans le sol. En utilisant les relations de force versus déplacement, les résultats des analyses pour une réponse à la rupture de faille par décrochement se comparent favorablement avec les résultats des essais à grande échelle, dont le mouvement de faille, par décrochement a été imposé à des pipelines en polyéthylène à haute densité de 250 et de 400 mm de diamètre dans du sable partiellement saturé. Les résultats analytiques normalisés en ce qui concerne la force latérale maximale sont fournis sur des parcelles de 360°pour n'importe quelle direction de mouvement. La méthodologie qui en résulte et les parcelles sans dimension sont applicables pour les pipelines souterrains et les conduits à n'importe quelle profondeur, sujettes à des mouvements de sol relatif dans tous les sens dans un milieu sec ou saturé et partiellement saturé aux sables très denses. [Traduit par la Rédaction] Mots-clés : pipeline, Mohr-Coulomb, interaction sol-tuyau, tremblement de terre, liquéfaction, échec de sol.