Behaviour of single piles and group of piles under cyclic lateral loading
Comportement des pieux et des groupes de pieux sous chargement latéral cyclique
Résumé
Due to wave actions, wind actions, machine vibrations, etc... deep foundations may be subject to cyclic, repeated or periodic transverse and axial loading. These sequences of loadings and unloadings lead to an evolution of the pile behavior and must be taken into account during the design phase. The work presented in this research project focuses on the study of the behavior of centrifuge single piles and groups of 2 x 2 piles under lateral cyclic loading in dry sand. It focuses in particular on the accumulation of displacements at the pile head, the rise of the maximum bending moment due to cyclic loading and the degradation of p-y curves after cyclic loading. In the case of pile groups, the influence of cycles on the group effect, generally characterized by a shadow effect on the back rows of the group, was studied. The effect of the density of the sand and the spacing between piles of the group was also considered. Cycles generate an accumulation of displacements, for the single pile and pile groups, which increase with the level of cyclic loading. A logarithmic formulation in two phases of the accumulation of displacement is proposed for both cases.P-y curves for cyclic loading have been determined and a relationship has been established between the monotonic and cyclic p-y curves for a single pile. For pile groups, in the case of a three-diameter spacing, different relationships are proposed which reflect the location of the pile (pile in the front row or pile in the back row) and the cyclic loading. For axial loading, an instrumented pile for centrifuge testing has been developed. The first results obtained with this pile show very interesting results with a good evaluation of the distribution of load along the pile (shaft friction and tip resistance) during and after the cyclic loading.
Les efforts transmis aux fondations des ouvrages de génie civil (éoliennes, infrastructures de transport, ...) sont rarement constants et montrent des fluctuations plus ou moins importantes. Le travail présenté concerne l'étude en centrifugeuse du comportement du pieu isolé et des groupes de 2×2 pieux sous chargement latéral cyclique dans du sable de Fontainebleau sec dense ou moyennement dense. On s'intéresse, pour un chargement en condition de « service », à l'accumulation des déplacements en tête, à l'évolution des moments maximum et à la dégradation des courbes p-y suite au chargement cyclique. Dans le cas des groupes de pieux, l'influence des cycles sur l'effet de groupe, généralement caractérisé par un effet d'ombre sur les rangées arrières du groupe a été étudiée, ainsi que celle de l'entraxe et de la densité. L'accumulation de déplacements en tête, pour le pieu isolé et le groupe de pieux, augmente avec le niveau de chargement cyclique. Une formulation en deux phases logarithmiques de cette accumulation est proposée. Des courbes p-y enveloppes ont été déterminées et une relation a pu être établie entre les courbes p-y monotone et cyclique du pieu isolé. Pour les groupes de pieux, dans le cas d'un entraxe égal à 3B, différentes relations sont proposées et tiennent compte de la position du pieu (pieu avant ou pieu arrière) ainsi que du chargement cyclique. Pour le chargement axial, un pieu instrumenté pour des essais en centrifugeuse a été développé dans le cadre de cette thèse. Les premiers résultats obtenus avec ce pieu permettent d'étudier la répartition des efforts dans le pieu (frottement et pointe) pendant et après les cycles.
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