This thesis deals with a behavior of a small scale experimental set up available at the geotechnical laboratory of the department of the civil and environmental engineering at Politecnico di Milano. The machine which is used for performing test is capable to apply vertical and horizontal, monotonic and cyclic loads, several type of tests (Monotonic and cyclic) were performed. The experimental works is subjected into the considerable part which is referred to deep foundation. In this study loose Ticino River sand was used by calibrating the pluviation procedure in order to get an average relative density equal to 40% during the test application. The experimental results have been interpreted in terms of generalized stress-strain variables, by studying and quantifying in particular (a) determining the failure condition of the system (Interaction domain of the deep foundation in the generalized stress space V-H,(b) describing the coupling between horizontal and vertical directions during monotonic tests,(c) analyzing the cyclic behavior of the system . The present part described the model of soil-foundation plus piles interaction based on macro-element model which has goal to give a contribution to the description of mechanical response of the system by using the result of small scale experimental on deep foundation. In the first part monotonic test results will be analyzed therefore in the monotonic part the coupling between vertical and horizontal direction is provided by comprehend the kinematic of the system. By considering the monotonic test results and generalized stress path regarding each monotonic test there will be ability to analytically obtain the interaction domain by using macro element approach for deep foundation After determine the interaction domain, effecting of response to several cyclic loading paths, combining vertical and horizontal loads will be taken into the account. The experimental results will be particular in terms of the average stiffness and of the damped energy of each cycle, as well as in terms of the accumulation of permanent displacements during cycling.
Questa tesi si occupa di un esperimento su piccola scala effettuato nel laboratorio geotecnico del dipartimento di ingegneria civile e ambientale presso il Politecnico di Milano. La macchina utilizzata per eseguire il test è in grado di applicare carichi verticali e orizzontali, monotoni e ciclici. Infatti, sono stati eseguiti diversi tipi di test sia monotoni che ciclici. La maggior parte del lavoro sperimentale ha riguardato le fondazioni profonde. In questo studio è stata utilizzata la sabbia sciolta del fiume Ticino per calibrare la quantità di pioggia in un determinato periodo di tempo, al fine di ottenere una densità relativa media pari al 40% durante l'applicazione del test. I risultati sperimentali sono stati interpretati in termini di variabili generalizzate sforzo-deformazione, studiando e quantificando in particolare: (a) il fallimento delle condizioni del sistema (dominio di interazione della fondazione più il diverso numero di pali nello spazio delle tensioni generalizzate verticali ed orizzontali), (b) la descrizione del mutuo accoppiamento tra le direzioni orizzontali e quelle verticali durante le prove monotone, (c) analisi del comportamento ciclico del sistema. La presente parte descrive il modello terreno-fondazione attraverso l’interazione di un diverso numero di pali basato sul modello dei macro-elementi che ha l'obiettivo di dare un contributo alla descrizione della risposta meccanica del sistema, utilizzando il risultato ottenuto dall’esperimento su piccola scala della fondazione profonda. Nella prima parte di prova monotona i risultati che saranno analizzati, porteranno a capire che l'accoppiamento tra la direzione verticale e orizzontale è fornito dalla comprensione della cinematica del sistema. Considerando i risultati dei test monotoni e il percorso di sforzo generalizzato, per ciascun test monotono, non ci sarà possibilità di ottenere analiticamente il dominio di interazione mediante l’approccio dei macro-elementi su fondazione profonda. Successivamente è stato determinato il dominio di interazione, ottenuto mediante diversi percorsi di carico ciclico e tenendo conto dei carichi verticali ed orizzontali. I risultati sperimentali saranno particolari in termini di rigidità media e di energia dissipata in ciascun ciclo, nonché in termini di accumulo degli spostamenti permanenti durante il ciclo.
Experimental investigation of deep foundation under monotonic and cyclic loads
ORDOOYI, PARNUSH
2013/2014
Abstract
This thesis deals with a behavior of a small scale experimental set up available at the geotechnical laboratory of the department of the civil and environmental engineering at Politecnico di Milano. The machine which is used for performing test is capable to apply vertical and horizontal, monotonic and cyclic loads, several type of tests (Monotonic and cyclic) were performed. The experimental works is subjected into the considerable part which is referred to deep foundation. In this study loose Ticino River sand was used by calibrating the pluviation procedure in order to get an average relative density equal to 40% during the test application. The experimental results have been interpreted in terms of generalized stress-strain variables, by studying and quantifying in particular (a) determining the failure condition of the system (Interaction domain of the deep foundation in the generalized stress space V-H,(b) describing the coupling between horizontal and vertical directions during monotonic tests,(c) analyzing the cyclic behavior of the system . The present part described the model of soil-foundation plus piles interaction based on macro-element model which has goal to give a contribution to the description of mechanical response of the system by using the result of small scale experimental on deep foundation. In the first part monotonic test results will be analyzed therefore in the monotonic part the coupling between vertical and horizontal direction is provided by comprehend the kinematic of the system. By considering the monotonic test results and generalized stress path regarding each monotonic test there will be ability to analytically obtain the interaction domain by using macro element approach for deep foundation After determine the interaction domain, effecting of response to several cyclic loading paths, combining vertical and horizontal loads will be taken into the account. The experimental results will be particular in terms of the average stiffness and of the damped energy of each cycle, as well as in terms of the accumulation of permanent displacements during cycling. | File | Dimensione | Formato | |
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