Influence of using a creep, rate, or an elastoplastic model for predicting the behaviour of embankments on soft soils


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Abstract

The predictability of the behaviour of an embankment constructed on a soft soil with three types of fully coupled finite element analysis models; namely a rate-formulated elasto-viscoplastic, a creep-formulated elasto-viscoplastic, and modified Cam clay (MCC) elastoplastic material model for the foundation soil is examined in this paper. The well documented geotextile reinforced Sackville test embankment was chosen for analyses using the three finite element models. Details of the analyses carried out using the three models and the results are discussed in comparison with field performance. All three models were found to be capable of predicting the behaviour of this embankment reasonably well. The creep model gave slightly better overall predictions of the behaviour compared to the rate and MCC models and therefore is considered to be better for predicting the time-dependent behaviour of this embankment. However, it requires the coefficient of secondary compression of the foundation soft soil as an additional input parameter and consumes more computing resources and time. In contrast, this study suggests that the MCC model is also capable of giving reasonably good overall predictions using less computing resources and time and therefore is sufficient for predicting the performance of embankments on soft soils.RésuméDans cet article, on examine la prévisibilité du comportement d'un remblai construit sur un sol mou avec trois types de modèles d'analyse en éléments finis complètement couplées; nommément, un modèle élasto-viscoplastique formulé en fonction de la vitesse de déformation, un modèle élasto-viscoplastique formulé en fonction du fluage, et un modèle de matériau élasto-plastique Cam clay modifié (MCC) pour le sol de fondation. On a choisi pour les analyses des trois modèles en éléments finis le remblai d'essai bien documenté de Sackville armé de géotextile. Les détails des analyses réalisées au moyen des trois modèles et leurs résultats sont discutées et comparés à leurs comportements sur le terrain. On a trouvé que les trois modèles étaient capables de prédire le comportement de ce remblai raisonnablement bien. Le modèle en fluage a donné globalement des prévisions de comportement légèrement meilleures en comparaison de celles des modèles de vitesse de déformation et de MCC, et par conséquent, il est considéré être meilleur pour la prévision du comportement en fonction du temps de ce remblai. Cependant, il requiert le coefficient de compression secondaire du sol mou de la fondation comme paramètre d'entrée additionnel et prend plus de temps et de ressources de calcul. Au contraire, cette étude suggère que le modèle MCC est également capable de donner des prédictions globales raisonnablement bonnes avec moins de ressources et de temps de calcul, et est par conséquent, suffisant pour prédire la performance des remblais sur sols mous. [Traduit par la Rédaction]

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