Skip to main content

2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Stress Paths on Displacement Piles During Monotonic and Cyclic Penetration

verfasst von : Jakob Vogelsang, Gerhard Huber, Theodoros Triantafyllidis

Erschienen in: Holistic Simulation of Geotechnical Installation Processes

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this contribution, a study on the behavior of instrumented model piles in slow, cyclic penetration tests using a cylindrical full model test set-up is presented. The tests are performed under 1g-conditions in a uniform medium sand. A hydraulic driving system enables a displacement controlled penetration similar to the pile motion during vibro-driving at strongly reduced frequency. The pile instrumentation allows the measurement of shaft and tip force during the driving process. Systematic variation of soil density and displacement amplitude reveals the occurrence of typical stress paths of vibratory pile penetration. By comparison with results from monotonic and vibratory penetration tests, the influence of the penetration mode is deduced. Results from FE simulations applying a hypoplastic soil model help to illustrate the strong requirements and the considerable challenges to obtain realistic simulations of cyclic pile penetration processes. Some hints towards a further numerical modeling of the tests are given.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Zurück zum Zitat ASTM Standard D4254-91: Standard test method for minimum index density and unit weight of soils and calculation of relative density. Annual Book of ASTM Standards. ASTM International, West Conshohocken (2006) ASTM Standard D4254-91: Standard test method for minimum index density and unit weight of soils and calculation of relative density. Annual Book of ASTM Standards. ASTM International, West Conshohocken (2006)
2.
Zurück zum Zitat Chrisopoulos, S., Vogelsang, J., Triantafyllidis, T.: FE simulation of model tests on vibratory pile driving in saturated sand. In: Triantafyllidis, T. (ed.) Holistic Simulation of Geotechnical Installation Processes. LNACM, vol. 82, pp. 124–149. Springer, Cham (2017)CrossRef Chrisopoulos, S., Vogelsang, J., Triantafyllidis, T.: FE simulation of model tests on vibratory pile driving in saturated sand. In: Triantafyllidis, T. (ed.) Holistic Simulation of Geotechnical Installation Processes. LNACM, vol. 82, pp. 124–149. Springer, Cham (2017)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Choi, S.-K., Lee, M.-J., Choo, H., Tumay, M.T., Lee, W.: Preparation of a large size granular specimen using a rainer system with a porous plate. Geotech. Test. J. 33(1), 45–54 (2009) Choi, S.-K., Lee, M.-J., Choo, H., Tumay, M.T., Lee, W.: Preparation of a large size granular specimen using a rainer system with a porous plate. Geotech. Test. J. 33(1), 45–54 (2009)
4.
Zurück zum Zitat Cudmani, R.O.: Statische, alternierende und dynamische Penetration in nichtbindigen Böden. Dissertation, vol. 152. Publications of the Institute of Soil Mechanics and Rock Mechanics, University of Karlsruhe (2001) Cudmani, R.O.: Statische, alternierende und dynamische Penetration in nichtbindigen Böden. Dissertation, vol. 152. Publications of the Institute of Soil Mechanics and Rock Mechanics, University of Karlsruhe (2001)
5.
Zurück zum Zitat Dierssen, G.: Ein bodenmechanisches Modell des Vibrationsrammens in körnigen Böden. Dissertation, vol. 133. Publications of the Institute of Soil Mechanics and Rock Mechanics, University of Karlsruhe (1994) Dierssen, G.: Ein bodenmechanisches Modell des Vibrationsrammens in körnigen Böden. Dissertation, vol. 133. Publications of the Institute of Soil Mechanics and Rock Mechanics, University of Karlsruhe (1994)
6.
Zurück zum Zitat DIN 18126: Bestimmung der Dichte nichtbindiger Böden bei lockerster und dichtester Lagerung. Beuth-Verlag (1996-11) DIN 18126: Bestimmung der Dichte nichtbindiger Böden bei lockerster und dichtester Lagerung. Beuth-Verlag (1996-11)
7.
Zurück zum Zitat Grabe, J., König, F.: Zur aushubbedingten Reduktion des Drucksondierwiderstands. Bautechnik 81(7), 569–577 (2004)CrossRef Grabe, J., König, F.: Zur aushubbedingten Reduktion des Drucksondierwiderstands. Bautechnik 81(7), 569–577 (2004)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Henke, S.: Untersuchungen zur Pfropfenbildung infolge der Installation offener Profile in granularen Böden. Habilitation, vol. 29. Publications of the Institute of Geotechnical Engineering and Construction Management, TU Hamburg-Harburg (2013) Henke, S.: Untersuchungen zur Pfropfenbildung infolge der Installation offener Profile in granularen Böden. Habilitation, vol. 29. Publications of the Institute of Geotechnical Engineering and Construction Management, TU Hamburg-Harburg (2013)
9.
Zurück zum Zitat Hereema, E.P.: Predicting pile driveability: heather as an illustration of the “friction fatigue” theory. In: SPE European Petroleum Conference, London (1978) Hereema, E.P.: Predicting pile driveability: heather as an illustration of the “friction fatigue” theory. In: SPE European Petroleum Conference, London (1978)
10.
Zurück zum Zitat Huber, G.: Vibrationsrammen: Großmaßstäbliche Versuche. In: Workshop “Vibrationsrammen”, Karlsruhe, Germany, pp. 13–30 (1997) Huber, G.: Vibrationsrammen: Großmaßstäbliche Versuche. In: Workshop “Vibrationsrammen”, Karlsruhe, Germany, pp. 13–30 (1997)
11.
Zurück zum Zitat Lehane, B.M., White, D.J.: Lateral stress changes and shaft friction for model displacement piles in sand. Can. Geotech. J. 42, 1039–1052 (2005)CrossRef Lehane, B.M., White, D.J.: Lateral stress changes and shaft friction for model displacement piles in sand. Can. Geotech. J. 42, 1039–1052 (2005)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Linder, W.-R.: Zum Eindring- und Tragverhalten von Pfählen in Sand. Dissertation, Fachbereich für Bauingenieur- und Vermessungswesen, TU Berlin (1977) Linder, W.-R.: Zum Eindring- und Tragverhalten von Pfählen in Sand. Dissertation, Fachbereich für Bauingenieur- und Vermessungswesen, TU Berlin (1977)
13.
Zurück zum Zitat Niemunis, A., Herle, I.: Hypoplastic model for cohesionless soils with elastic strain range. Mech. Cohesive Frictional Mater. 2(4), 279–299 (1997)CrossRef Niemunis, A., Herle, I.: Hypoplastic model for cohesionless soils with elastic strain range. Mech. Cohesive Frictional Mater. 2(4), 279–299 (1997)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Rimoy, S.P.: Ageing and axial cyclic loading studies of displacement piles in sand. Dissertation, Department of Civil and Environmental Engineering, Imperial College London (2013) Rimoy, S.P.: Ageing and axial cyclic loading studies of displacement piles in sand. Dissertation, Department of Civil and Environmental Engineering, Imperial College London (2013)
15.
Zurück zum Zitat Rodger, A.A., Littlejohn, G.S.: A study of vibratory driving in granular soils. Géotechnique 30(3), 269–293 (1980)CrossRef Rodger, A.A., Littlejohn, G.S.: A study of vibratory driving in granular soils. Géotechnique 30(3), 269–293 (1980)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Simulia: Abaqus Users Manual. Version 6.14 (2014) Simulia: Abaqus Users Manual. Version 6.14 (2014)
17.
Zurück zum Zitat Vogelsang, J., Zachert, H., Huber, G., Triantafyllidis, T.: Effects of soil deposition on the initial stress state in model tests: experimental results and FE simulation. In: Triantafyllidis, T. (ed.) Holistic Simulation of Geotechnical Installation Processes. LNACM, vol. 77, pp. 1–20. Springer, Heidelberg (2015). doi:10.1007/978-3-319-18170-7_1 CrossRef Vogelsang, J., Zachert, H., Huber, G., Triantafyllidis, T.: Effects of soil deposition on the initial stress state in model tests: experimental results and FE simulation. In: Triantafyllidis, T. (ed.) Holistic Simulation of Geotechnical Installation Processes. LNACM, vol. 77, pp. 1–20. Springer, Heidelberg (2015). doi:10.​1007/​978-3-319-18170-7_​1 CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Vogelsang, J., Huber, G., Triantafyllidis, T., Bender, T.: Interpretation of vibratory pile penetration based on digital image correlation. In: Triantafyllidis, T. (ed.) Holistic Simulation of Geotechnical Installation Processes. LNACM, vol. 80, pp. 31–51. Springer, Heidelberg (2016). doi:10.1007/978-3-319-23159-4_2 CrossRef Vogelsang, J., Huber, G., Triantafyllidis, T., Bender, T.: Interpretation of vibratory pile penetration based on digital image correlation. In: Triantafyllidis, T. (ed.) Holistic Simulation of Geotechnical Installation Processes. LNACM, vol. 80, pp. 31–51. Springer, Heidelberg (2016). doi:10.​1007/​978-3-319-23159-4_​2 CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Vogelsang, J.: Untersuchungen zu den Mechanismen der Pfahlrammung. Dissertation, Publications of the Institute of Soil Mechanics and Rock Mechanics, Karlsruhe Institute of Technology, submitted (2017) Vogelsang, J.: Untersuchungen zu den Mechanismen der Pfahlrammung. Dissertation, Publications of the Institute of Soil Mechanics and Rock Mechanics, Karlsruhe Institute of Technology, submitted (2017)
20.
Zurück zum Zitat White, D.J., Lehane, B.M.: Friction fatigue on displacement piles in sand. Géotechnique 54(10), 645–658 (2004)CrossRef White, D.J., Lehane, B.M.: Friction fatigue on displacement piles in sand. Géotechnique 54(10), 645–658 (2004)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat von Wolffersdorff, P.-A.: A hypoplastic relation for granular materials with a predefined limit state surface. Mech. Cohesive Frictional Mater. 1, 251–271 (1996)CrossRef von Wolffersdorff, P.-A.: A hypoplastic relation for granular materials with a predefined limit state surface. Mech. Cohesive Frictional Mater. 1, 251–271 (1996)CrossRef
Metadaten
Titel
Stress Paths on Displacement Piles During Monotonic and Cyclic Penetration
verfasst von
Jakob Vogelsang
Gerhard Huber
Theodoros Triantafyllidis
Copyright-Jahr
2017
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-52590-7_2