Numerical Investigation of Piles Subjected to Moment

Öz

The importance of usage of pile foundation is increasing in soil mechanics and geotechnical engineering in recent years. The pile foundations are used to eliminate inadequacies related to bearing capacity of soils. In addition, the piles are used for the purposes such as sheet pile and sealing sheet piles. Piles are usually exposed to normal forces but sometimes they can be exposed to lateral loads and moments in horizontal plane. These types of loadings are quite important for engineering designs related to piles.

 

In this paper a three-dimensional model established by using finite element based software ANSYS program to demonstrate the moment effects on piles. For this purpose, piles are modelled with different diameters and lengths. The shear stress occurred on the pile surface and deformation changes of a certain area investigated by the effect of moment applied on piles with having different diameters and lengths. Finally, significant rotation was seen on moment loaded piles and shear stress occurred between pile-soil interface.

Anahtar Kelimeler

• ANSYS,Finite elements method,Pile foundations,Numerical analysis

Momente Maruz Kazıkların Nümerik Olarak İncelenmesi

Öz

Zemin mekaniği ve geoteknik mühendisliğinde kazıklı temellerin kullanımının önemi son yıllarda artmaktadır. Taşıma gücü zayıf zeminlerde, taşıma gücü ile ilgili yetersizliği ortadan kaldırmak için tercih edilen kazıklar aynı zamanda sızdırmazlık perdeleri, zemin tutma perdeleri gibi amaçlar için de kullanılmaktadır. Kazıklar genelde düşey yönlü kuvvetlere maruz kalırlar fakat bazen yatay yüklere ve yatay düzlemde momente de maruz kalabilirler. Yükleme tipleri kazıklarla ilgili davranışın anlaşılması ve buna bağlı olarak mühendislik tasarımlarının ortaya çıkmasında çok önem arz etmektedir.

 

Bu çalışmada sonlu elemanlar yöntemini kullanan ANSYS paket programı vasıtasıyla kazık üzerinde moment yüklerinin etkisini göstermek amacıyla üç boyutlu bir model oluşturulmuştur. Bu amaçla, kazıklar farklı çaplarda ve uzunluklarda modellenmiştir. Kayma gerilmeleri ve kazık üzerindeki belirli bir noktanın deformasyonları moment etkisi altında, farklı çaplarda ve uzunluklarda modellenen kazıklar üzerinde incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• ANSYS,Sonlu elemanlar yöntemi,Kazıklı temeller,Nümerik analiz

Kaynakça

1. 1. Sheil, B.B., McCabe, B.A., 2015. Numerical Modelling of Pile Foundation Angular Distortion. Soils and Foundations, 55(3), 614–625.
2. 2. Yang, Z., Jeremic, B., 2002. Numerical Analysis of Pile Behavior under Lateral Loads. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 02, 1-31.
3. 3. Dai, W., Shi, C., Tan, Y., Rojas F., 2017. A Numerical Solution and Evaluation of Dynamic Stiffness of Pile Groups and Comparison to Experimental Results. Engineering Structures, 151, 253–260.
4. 4. Wulandari, P.S., Tjandra, D., 2015. Analysis of Piled Raft Foundation on Soft Soil using Plaxis 2D. The 5th International Conference of Euro Asia Civil Engineering Forum (EACEF-5), 125, 363-367.
5. 5. Elwakil, A.Z., Azzam, W.R., 2015. Experimental and Numerical Study of Piled Raft System. Alexandria Engineering Journal, 55, 547-560.
6. 6. Jozefiak, K., Zbiciak, A., Maslakowski, M., Piotrowski, T., 2015. Numerical Modelling and Bearing Capacity Analysis of Pile Foundation. XXIV R-S-P Seminar, Theoretical Foundation of Civil Engineering (24RSP) (TFoCE 2015), 111, 356-363.
7. 7. Hasan, M., Samadhiya, N.K., 2017. Performance of Geosynthetic-Reinforced Granular Piles in Soft Clays: Model Tests and Numerical Analysis. Computer and Geotechnics, 87, 178-187.
8. 8. Kayadelen, C., Altay, G., 2016. Numerical Modelling of Dynamic Compaction. 4th International Conference on New Developments in Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 427-432.

9. 9. Altay, G., Kayadelen, C., 2015. Numerical Investigation of Embankments for Protecting Rock Fall. 17th International Conference on Geotechnical Engineering (ICGE), 17 (9) Part V, 1033-1038.