Investigation Load Transfer on Piled Embankments over Soft Soil by Digital Image Correlation

Abstract

The rapid growth in infrastructure development has forced the engineers to design their structures on compressible soils. The structural load applied to the surface of a compressible ground introduces large total and differential settlement. These settlements have to be limited in order to maintain the stability and the durability of the concerned structures. Among various methods of soil improvement, the technique of employing the vertical rigid piles is widely implemented. It is an interesting alternative to more traditional techniques. This research focuses on the mechanistic behaviors of granular top soil supported by piles embedded in soft soil layer under the monotonic and cyclic loadings. An original three-dimensional laboratory model was developed. The model contains 20 rigid piles, and the compressible soil is explicitly simulated by a soft material. A Digital Image Correlation (DIC) technique was used to analyze the force and displacement taking place in the load transfer platform. It was found that the settlement accumulation and an increase in the load transmitted to the piles were observed during the loading cycles. The image analysis provides the access to the displacement field within the granular platform.

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานทำให้วิศวกรจำเป็นต้องออกแบบโครงสร้างบนชั้นดินอ่อน แรงกระทำภายนอกที่พื้นผิวดินจะทำให้เกิดการทรุดตัวที่แตกต่างกันอย่างมาก การทรุดตัวเหล่านี้จะเป็นจะต้องถูกจำกัดเพื่อให้เกิดเสถียรภาพและความมั่นคงของโครงสร้าง ในบรรดาวิธีการต่าง ๆ ของวิธีการปรับปรุงดิน วิธีการปรับปรุงดินโดยใช้เสาเข็มซึ่งเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับเทคนิคแบบดั้งเดิมมากขึ้นถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวาง บทความนี้นำเสนอการศึกษากลไกการถ่ายแรงที่เกิดขึ้นในชั้นดินถมที่วางอยู่บนชั้นดินอ่อนที่เสริมกำลังด้วยเสาเข็มภายใต้หน่วยแรงคงที่และแบบวัฏจักร โดยใช้แบบจำลองแบบสามมิติในห้องปฏิบัติการ แบบจำลองที่ใช้ศึกษาจะประกอบไปด้วยเสาเข็มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 ซม. จำนวน 20 ต้น ฝังในชั้นดินอ่อนเสมือน การประยุกต์ใช้วิธีการเปรียบเทียบความสัมพันธ์ของภาพถ่าย (Digital Image Correlation, DIC) จะถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์กลไกในการถ่ายแรง จากการทดสอบพบว่าการทรุดตัวสะสมและการเพิ่มขึ้นของแรงที่ถูกถ่ายไปยังหัวเสาเข็มในระหว่างการให้แรงแบบวัฏจักรสามารถตรวจวัดได้ การวิเคราะห์ภาพถ่ายช่วยให้สามารถเข้าใจถึงการเคลื่อนที่ในชั้นถ่ายแรง