1. Tunneling beneath driven or jacked end-bearing piles in sand
- Author
-
Marshall, Alec M. and Mair, Robert J.
- Subjects
Geotechnology -- Research ,Tunneling -- Research ,Soil mechanics -- Research ,Piling (Civil engineering) -- Mechanical properties ,Earth sciences - Abstract
This paper presents centrifuge model test data that relate to the problem of tunneling beneath driven or jacked end-bearing piles in sand. The centrifuge model consisted of a tunnel and two piles and allowed for the acquisition of subsurface digital images throughout the tests. Soil and pile displacements were measured using particle image velocimetry and close-range photogrammetry techniques. The piles were jacked into the ground in-flight prior to tunnel volume loss to obtain ground stress profiles representative of conditions around driven or jacked piles. Patterns of displacements and calculated soil strains are presented to illustrate mechanisms of displacement and soil behavior. The measured soil and pile displacements are compared against greenfield test measurements. The results indicate that driving the piles significantly alters greenfield conditions and that greenfield displacements should not be used as an input for analytical tunnel-soil-pile interaction analyses for driven or jacked piles. Large pile displacements were observed to occur suddenly in the tests, illustrating the brittle nature of the soil in the areas affected by pile installation. A relationship between relative pile-tunnel location and the volume loss at which large pile displacements occurred is presented, which provides useful guidance to tunnel design engineers. Key words: tunnel, pile, sand, centrifuge, displacement mechanism, strain. Cet article presente des donnees d'essais en centrifuge modelisant le creusage de tunnels sous des pieux a pointe portante fonces ou a verin dans du sable. Le modele de centrifuge consiste en un tunnel et deux pieux et permet l'acquisition d'images digitales sous la surface pendant toute la duree des essais. Les deplacements du sol et des pieux ont ete mesures a l'aide des techniques d'images velocimetriques des particules et de photogrammetrie rapprochee. Les pieux ont ete installes avec un verin dans le sol en vol avant la perte de volume du tunnel afin d'obtenir les profils de contrainte du sol representatifs des conditions autour des pieux fonces ou a verin. Les patrons des deplacements et les deformations du sol calculees sont presentees afin d'illustrer les mecanismes de deplacement et le comportement du sol. Les deplacements mesures du sol et du pieu sont compares a des mesures sur un sol naturel vierge. Les resultats indiquent que le foncage des pieux altere significativement les conditions naturelles du sol et que les deplacements du sol naturel ne devraient pas etre utilises comme donnees de base pour les analyses analytiques des interactions tunnel-sol-pieu pour des pieux fonces ou a verin. On a observe que des grands deplacements des pieux se produisent de facon soudaine durant les essais, ce qui illustre la nature fragile du sol dans les zones affectees par l'installation des pieux. Une relation entre l'emplacement relatif pieu- tunnel et la perte de volume a laquelle les grands deplacements des pieux se sont produits est presentee, et ainsi offre des informations utiles pour les ingenieurs qui concoivent des tunnels. Mots-cles : tunnel, pieu, sable, centrifuge, mecanisme de deplacement, deformation. [Traduit par la Redaction], Introduction Urban development inevitably involves the construction of tunnels, be it small-scale for water and waste, or large-scale for transportation purposes. The estimation of ground displacements under greenfield conditions (just [...]
- Published
- 2011
- Full Text
- View/download PDF