Three-dimensional finite-element analysis of diaphragm wall installation

Abstract

A series of finite-element analyses has been carried out to investigate the impact of three-dimensional effects and panel length on horizontal ground movements and changes in lateral stress during the sequential installation of a number of diaphragm wall panels. The analyses show that the magnitude and extent of lateral stress reduction in the vicinity of a diaphragm wall during construction depend on the panel length and are overpredicted in analyses assuming conditions of plane strain. Furthermore, an overall increase in lateral stress below the toe of the wall is calculated in a plane strain analysis, but is not evident following completion of the wall when a three-dimensional analysis modelling the sequential installation of a number of panels is carried out. The analyses also show that three-dimensional effects tend to reduce lateral soil movements during installation of a diaphragm wall in panels compared with the plane strain case, but soil movements increase markedly with panel length at aspect ratios (panel depth: panel length) of less than three. Nous avons effectué une série d'analyses d'éléments finis pour déterminer Pimpact des effets tridimensionnels et de la longueur des panneaux sur les mouvements de sol horizontaux et les changements de la force latérale pendant Iinstallation séquentielle de plusieurs panneaux de rideaux souterrains. Ces analyses ont montré que la magnitude et l'étendue de la baisse de force latérale dans le voisinage d'un rideau souterrain pendant la construction dépendent de la longueur des panneaux et sont surestimées dans les analyses qui supposent des conditions de contrainte plane. De plus, une augmentation générale de la force latérale en dessous du pied du mur est calculée dans une analyse de contrainte plane, mais n'est pas évidente une fois que le mur est terminé, quand une analyse en trois dimensions prenant comme base l'installation séquentielle de plusieurs panneaux est effectuée. Les analyses montrent aussi que les effets tridimensionnels ont tendance à réduire les mouvements de sol latéraux pendant l'installation d'un rideau souterrain en panneaux par rapport au cas de contrainte plane, mais que les mouvements de sol augmentent nettement en même temps que la longueur de panneaux avec des rapports d'élancement (profondeur de panneaux: longueur de panneau) inférieurs à trois.