The Elastic Analysis of Compressible Piles and Pile Groups

Abstract

Synopsis The response of rigid and compressible single piles embedded in a homogeneous isotropic linear elastic medium has been obtained by a rigorous analysis based on Mindlin's solutions for a point load in the interior of an ideal elastic medium. The analytical method is described and is extended to analyse axially loaded rigid and compressible pile groups with floating caps spaced in an arbitrary manner. The results are presented as a series of graphs showing the effect of variation of the ratios of pile length to a diameter, the ratio of the modulus of elasticity of the pile to the shear modulus of the medium Ep/G and the effect of base enlargement on the load displacement characteristics of single axially loaded piles. Graphs are also presented showing the effect of length to diameter ratio, pile spacing and Ep/G ratio on the response of a range of typical pile groups. The results are compared with published data from more approximate solutions and laboratory and full-scale pile loading tests. The latter indicate that the analyses may usefully calculate group settlement ratios and allow the extrapolation of load displacement data on single piles to predict group behaviour. La réponse de pieux simples, rigides et compressibles noyés dans la masse d'un milieu élastique linéaire isotrope a été obtenue par une analyse rigoureuse basée sur les solutions de Mindlin pour charge ponctuelle à l'intérieur d'un milieu élastique idéal. La méthode analytique est étendue à l'analyse de groupes de pieux rigides et compressibles, chargés axialement avec casques flottants. espacés d'une manière arbitraire. Les résultats sont représentés par une gamme de graphiques montrant l'effet de la variation des rapports entre la longueur du pieu avec le diamètre, le rapport de module d'élasticité du pieu avec le module de cisaillement du milieu Ep/G et l'effet de l'agrandissement de la base sur les caractéristiques de déplacement de pieux simples, chargés axialement. Des graphiques montrent également l'effet du rapport longueur à diamètre et du rapport Ep/G et de l'espacement des pieux, sur la réponse d'une gamme de groupes de pieux typiques. Les résultats sont comparés avec les informations publiées d'après des solutions plus approximatives et de laboratoire et des essais en vraie grandeur de charge de pieux. Ces derniers indiquent que l'analyse peut utilement permettre le calcul du rapport de tassement de groupe et faciliter l'extrapolation des données de déplacement de charge pour des pieux simples pour prédire le comportement des groupes.