Negative skin friction on piles: a simplified analysis and prediction procedure

Abstract

In order to describe the interaction between a single pile and a consolidating soil a stress transfer approach at the interface is proposed. The non-linear, plastic character of the shear stress acting on the pile shaft and the adequate modelling of unloading and cyclic behaviour are properly incorporated through a ‘shooting’ solution procedure of the equilibrium equations. The whole problem is formulated in dimensionless terms both for external uniform loading conditions and for changes in piezometric levels. The formulation and the computational procedure developed are fairly general and may accommodate arbitrary layering and complicated loading sequences. In many practical situations the whole length of the shaft-soil interface has reached a limiting shear stress state except for a narrow zone around the neutral point. It is then possible to derive analytical solutions for the main design parameters. Their usefulness has been checked through several well-documented case records. L'article propose de prendre le transfert de contraintes interfacial afin de pouvoir déacute;crire l'interaction entre un pieu individuel et un sol consolidant. La nature plastique non-linéaire de la contrainte de cisaillement agissant sur le fût du pieu et le modelage approprié du déchargement et du comportement cyclique sont incorporés de façon convenable par le moyen d'une méthode qui procède par tâtonnements (shooting) pour résoudre les équations d'équilibre. Le problème est formulé dans des termes sans dimensions aussi bien pour les conditions de chargement uniformes externes que pour les changements des niveaux piézométriques. La formulation et la méthode de calcul qui ont été developés sont de nature assez générale et peuvent inclure la disposition arbitraire en couches et des suites compliquées de chargement. Dans beaucoup de situations pratiques la longueur entière de l'interface fût/sol a atteint un état limitant de contrainte de cisaillement à l'exception d'une zone étroite autour du point neutre. Il est alors possible de dériver des solutions analytiques pour les paramètres principaux de construction. Leur utilité a été contrôlée par moyen de plusieurs cas de construction bien documentés.