Previous studies have shown that pile-soil interactions have significant influences on the isolation efficiency of an isolated structure. However, most of the existing tests were carried out using a 1-g shaking table, which cannot reproduce the soil stresses resulting in distortion of the simulated pile-soil interactions. In this study, a centrifuge shaking table modelling of the seismic responses of a friction pendulum bearing isolated structure with a pile foundation under earthquakes were conducted. The pile foundation structure was designed and constructed with a scale factor of 1:100. Two layers of the foundation soil, i.e., the bottom layer was made of plaster and the upper layer was normal soil, were carefully prepared to meet the similitude requirement. Seismic responses, including strains, displacement, acceleration, and soil pressure were collected. The settlement of the soil, sliding of the isolator, dynamic amplification factor and bending moment of the piles were analysed to reveal the influence of the soil structure interaction on the seismic performance of the structure. It is found that the soil rotates significantly under earthquake motions and the peak rotation is about 0.021 degree under 24.0 g motions. The isolator cannot return to the initial position after the tests because of the unrecoverable deformation of the soil and the friction between the curved surface of the slider and the concave plate.
Because pile behavior is governed by geotechnical characteristics of surrounding soils, it is therefore necessary to monitor ground responses during pile driving and analyze the relation between the behaviors of pile and ground. In this research, the 57 m long PHC pile was driven into deep soft clay in the Nakdong River estuary area. During and after the pile driving, the ground responses and the residual load of pile have been monitored for about a year, by using piezometers, inclinometers, level posts for surface settlement, and strain gauges in piles etc. As the results, the residual load by the negative skin friction along the pile increased with the dissipation of the excess pore pressure, which was developed by pile driving and reclamation. About 30% of the maximum residual load developed due to the dissipation of the increased excess pore pressure during the driving. It is thus emphasized that most piles driven in clay deposits need to be designed by considering negative skin friction along the pile.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2008.10a
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pp.407-426
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2008
The bentonite slurry has been used as the stabilize suspension for wet process bored pile construction in Thailand. The bentonite suspension has benefit on filtration in the sand layer, but it creates thick cake film along pile shaft and loose sedimentation at pile toe. The base grouting technique was widely used to rectify the soft base or loose sedimentation problem of bored pile. The base grouting technique was not increased only end bearing capacity, but was also more increase in skin friction capacity of the bored piles. The comprehensive researches on base grouting was carried out by installing PVC casing inside the shaft to allow the drilling through the pile base in order to collect the soil sample below the pile tip. The polymer based slurry recently was used to replace the bentonite slurry to overcome the thick cake film along pile shaft as well as loose sedimentation at pile toe. The extent research on polymer slurry by physical model was performed to verify the real behavior of polymer. The appropriate mixing ratio of polymer was proposed. The design skin friction coefficient, $\beta$ and end bearing coefficient, Nq, for sand layer base on fully instrumented tested pile were proposed. The application on remedial of the lose capacity bored pile with large displacement in Bangladesh was proposed and discussed.
The shear load distribution and deformation of offshore friction piles are investigated using experimental tests and a numerical analysis. Special attention is given to the soil-pile interaction of axially loaded pile. A framework for determining the f-w curve is proposed based on both theoretical analysis and experimental load test data base. A numerical analysis that takes into account the proposed f-w curves was performed for major parameters on pile-soil interaction such as the pile diameter, the pile length, and the soil condition. Based on the analysis, it is shown that the proposed f-w method is capable of predicting the behavior of a friction pile in deep soft clay. Through comparisons with case histories and finite element results, it is found that the proposed f-w curves are more appropriate and realistic m representing the pile-soil interaction of axially loaded piles in deep soft clay than that of existing f-w method.
A series of two-dimensional (2D) finite element analyses have been performed to study the behaviour of single piles in consolidating ground. The analysis was conducted based on coupled analyses by considering changes of pore water pressure in the clay. In the analyses the soil slippage at the pile and the soil interface has been included. The method widely used in practice somewhat overestimates dragload by about 25% compared to the rigorous numerical analysis since partial mobilization of skin friction near neutral plane and reductions in the vertical soil stress is not incorporated. When soil slip develops at most of the pile length at the pile-soil interface during consolidation, further increases in dragload is not significant. Application of coating on the pile surface can reduce dragload and pile settlement substantially, but under an axial load on the pile head very large pile settlement can be developed unless pile tip is located to a stiff bearing layer.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.17
no.10
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pp.331-337
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2016
Several foundation soil conditions below a homogeneous sand slope were assumed and slope stability analyses were conducted to determine the soil condition, in which a stabilizing pile can be used to increase the factor of safety against sliding. The assumed heights of the sand slope were 5m and 10m. For a 5m slope height, a stabilizing pile can be used in the foundation soil with a $15^{\circ}$ internal friction angle and a cohesion of 10kPa. For a 10m slope height, a stabilizing pile can be used in the foundation soil with a $20^{\circ}$ internal friction angle and a cohesion of 10kPa and a stabilizing pile can be used in the foundation soil with a $0^{\circ}$ internal friction angle and 40kPa, 45kPa and 50kPa of cohesion. According to the analysis results of stabilizing pile-reinforced foundation soil, the length of the stabilizing pile and magnitude of the maximum bending moment were strongly affected by the internal friction angle of the foundation soil. The lengths of stabilizing pile, for an internal friction angle of $0^{\circ}$ were 4.6, 8.0 times greater than those with an internal friction angle of $5^{\circ}$. The magnitude of the maximum bending moment of the stabilizing pile for an internal friction angle of $0^{\circ}$ was 24.6 times greater than that for an internal friction angle of $5^{\circ}$. Practically, a stabilizing pile cannot be used for foundation soil with an internal friction angle of $0^{\circ}$. Considering the results derived from this study, the effects of a stabilizing pile can be maximized for soft foundation soil that is embanked with a slow construction speed.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2006.03a
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pp.1269-1278
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2006
These days the construction of extra-long piles increases. It is not unusual to install piles whose length exceed 45m. In such cases, the estimated value of negative skin friction becomes larger, often larger than the design load. In order to be sure of the safety of the super structure, the magnitude of the positive skin friction and the base bearing capacity should be known. In practice dynamic pile loading tests using PDA is the only possible measure to meet this requirement. However the analysis of dynamic pile loading test for such extra-long piles requires a thorough understanding of the pile-soil behaviour. In this paper, a new method to evaluate the positive skin friction and end bearing capacity from the normally performed PDA test is proposed. The proposed method was verified by performing specially designed pilot testings.
In this study the negative skin friction test of foundation pile was performed in order to monitor the negative skin frictional force acting on the steel pipe pile installed in soft soil. The monitored frictional stresses obtained from the long-term loading test. Through the long-term frictional stress monitoring test, the economical period for the construction of the superstructure was determined. The following conclusion were derived from this study: (1) In soft soil, negative skin friction increases with the increase in the rate of settlement. (2) In the friction relationship graph, the period where there is no frictional strain increase is verified and the time for the construction of the superstructure is determined. (3) The pile loading test was performed and the negative skin friction was compared with the test results. It was determined that the negative skin friction after driving was larger than the negative skin friction obtained from the loading test. 15 days after the construction, the monitored value was similar with the theoretical data. (4) It was determined that even during the occurrence of negative skin friction an economical construction management can be performed using the long-term monitoring method of negative skin friction.
Jeon, Sang Joon;Jeon, Young Jin;Jeon, Seung Chan;Lee, Cheol Ju
Journal of the Korean GEO-environmental Society
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v.21
no.8
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pp.15-27
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2020
In the current paper, a series of advanced 3D finite element analyses have been performed on existing pieces of work of negative skin friction from a geotechnical centrifuge test and full-scale field measurements. From these analyses, key features of pile behaviour under the influence of negative skin friction which, previously, were not fully understood in existing studies, have been meticulously discussed. As such, it has been possible to successfully address several numerical modelling issues such as negative skin friction induced pile settlements and group effects (the shielding effect), the effect of sacrificial piles in groups and the interaction between the pile head and the cap, the effect of interface elements at the pile-soil interface and the time-dependent pile behaviour. During a geotechnical centrifuge test, substantial amounts of negative skin frictions were mobilised when centrifugal acceleration increased from 1g to a certain g-level due to an increase in the self-weight of soil. The behaviour of piles inside a group were heavily affected by the sacrificial piles and the connectivity between the pile head and the pile cap. In particular, as negative skin friction has time dependent qualities associated with consolidation, it was logical to perform coupled analyses when analysing piles in consolidating grounds. From the current work, several insufficiencies of previous researches have been addressed, and the engineering pile behaviour subjected to negative skin friction has been clarified.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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