Rate effects from pile shaft resistance measurements

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Abstract

To be able to properly analyse rapid load pile tests in clay soils (e.g., Statnamic) an understanding of the material's behaviour at elevated shearing rates is required, as clays demonstrate nonlinear shearing resistance as the rate of shearing increases. To determine the relationship between pile resistance under static and elevated rates of loading, rate effect parameters for viscous damping have historically been derived from pile head measurements on full scale pile tests. These parameters are then attributed to a soil type with little recognition of what aspects of a soil may give further variation to them. To study this variation a test pile was installed in glacial till and instrumented with strain gauged sister bars at various levels down the pile shaft. Direct measurements of pile shaft resistance in both rapid load and static pile tests show that derivation of average parameters from pile head readings masks the variation in rate effect along a pile shaft. The variation of rate effects along the pile shaft is apparently linked to in situ moisture content.

Pour pouvoir analyser convenablement des essais de chargement rapides de pieux dans des sols argileux (par ex., Statnamic), il faut comprendre le comportement du matériau à des vitesses élevées de cisaillement, puisque les argiles montrent une résistance en cisaillement non linéaire lorsque la vitesse de cisaillement augmente. Pour déterminer la relation entre la résistance du pieu dans une condition statique ou à des vitesses élevées de chargement, on a dérivé des paramètres d'effet de vitesse pour l'amortissement visqueux en partant de mesures à la tête du pieu dans des essais de pieu à pleine échelle. Ces paramètres ont alors été attribués à un type de sol avec peu d'identification quant aux aspects du sol qui peuvent leur donner plus de variation. Pour étudier cette variation, un essai de pieu a été installé dans un till glaciaire et instrumenté avec des jauges de déformation sur des barres jumelles à divers niveaux le long du fût du pieu. Des mesures directes de la résistance du fût du pieu tant dans les chargements rapides que statiques montrent que la dérivation des paramètres moyens obtenus des lectures de la tête du pieu masque la variation de l'effet de vitesse le long du fût du pieu. La variation des effets de vitesse le long du fût du pieu est apparemment lié à la teneur en eau in situ.

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