Modelling effects of pile diameter

The most commonly used program for the analysis of piles under static lateral loading is LPILE. The program uses the nonlinear Winkler springs recommended by the American Petroleum Institute (API) to model soil-pile interaction. The p-y (load-displacement) curves were developed from field tests, with pile diameters in the range 0.324-0.67 m. When these p-y curves are used to analyze load tests on piles with larger diameters, the computed load-deflection curves underestimate the stiffnesses of the test piles. This effect is referred to as the pile diameter effect. In this technical note, a very different approach is presented to evaluate the pile diameter effect. Both LPILE and a continuum-based finite element program VERSAT-P3D were calibrated to closely simulate the results of two lateral load tests on small-diameter piles at two different sites. VERSAT-P3D modelled the volume of the pile and LPILE did not. Each program was used to develop p-y curves for increasingly larger pile diameters up to 2.0 m. An important finding for practice is that there was no pile diameter effect for displacements up to 60 mm. LPILE can be used with confidence in practice in this displacement range. Thereafter, the load-deflection curves from LPILE became softer and the pile diameter effect became evident. Key words: soil-pile interaction, pile diameter effect, calibrating load-displacement (p-y) curves, continuum modelling of piles, coping with pile diameter effect. Le programme le plus frequemment utilise pour analyser le comportement de pieux soumis a un chargement statique lateral est appele LPILE. Ce programme utilise les ressorts non lineaires de Winkler, comme le recommande l'American Petroleum Institute (API), pour modeliser les interactions sol-pieux. Les courbes p-y (chargement-deplacement) ont ete tracees a l'aide de donnees obtenues lors d'essais realises sur le terrain sur des pieux de diametre compris entre 0,324 et 0,67 m. Lorsque ces courbes p-y sont utilisees pour analyser les essais de chargement realises sur des pieux de plus grand diametre, on constate que les courbes chargement-deflexion calculees sous-estiment la rigidite des pieux experimentaux. Cet effet est appele <>. Dans le present article, une methode tres differente est presentee, qui permet d'evaluer cet effet. Le programme LPILE et un programme base sur la methode des elements finis en milieu continu, VERSAT-P3D, ont ete calibres pour pouvoir simuler avec precision les resultats de deux essais de chargement lateral effectues sur des pieux de petit diametre installes sur deux sites differents. Contrairement au programme LPILE, le programme VERSAT-P3D a permis de modeliser le volume des pieux. Chaque programme a servi a tracer des courbes p-y pour des pieux de diametre de plus en plus important, pouvant atteindre 2.0 m. On a constate l'absence d'effet de diametre de pieu dans le cas de deplacements inferieurs ou egal a 60 mm, une decouverte interessante sur un plan pratique. On peut donc sans hesiter mettre en pratique LPILE pour de tels deplacements. Par la suite, les courbes chargement-deflexion tracees a l'aide de LPILE se sont lissees et l'effet de diametre de pieu est devenu evident. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: interaction sol-pieu, effet de diametre de pieu, calibrage des courbes chargement-deplacement (p-y), modelisation de pieux en milieu continu, prise en compte de l'effet de diametre de pieu.
Introduction The most commonly used program for the analysis of piles under static lateral loading is LPILE (Ensoft Inc. 2012). The program uses nonlinear Winkler springs to model soil-pile interaction: [...]