Centrifuge test on instrumented FBGs monopile foundation in sand

XVII ECSMGE-2019, REYKJAVIK, ISLANDE, 01-/09/2019 - 05/09/2019Monopile foundation is a typical foundation for offshore wind farms. An important issue related to the stability of monopiles is the lateral service loads resulted mainly from winds and currant. In this study, the centrifuge test was conducted at 100×g to study the response of this monopile under lateral loading. An alumin-ium tube with diameter D = 50 mm was instrumented with diametrically-opposed and symmetrically-distributed Fibre Bragg Grating sensors (FBGs), allowing to measure the moment profile of the pile below the ground level. Four LASER displacement sensors were used to detect the displacement of the pile above the ground. The model pile was jacked 5D into the saturated sand at 1×g. The lateral loading was applied at 5D above the ground level. The general and local behaviour is determined from the different experimental measurements.Le monopieu est un type de fondations largement utilisé pour supporter les éoliennes en mer. Un point important concerne la stabilité latérale du monopieu sous sa charge de service qui est principalement due aux effets combinés de la houle et du vent. Dans cette étude, un essai en centrifugeuse est réalisé à 100×g pour étudier la réponse du monopieu sous chargement horizontal. Un tube d'aluminium de diamètre D = 50 mm a été instrumenté à l'aide de deux fibres optiques à réseaux de Bragg installées dans deux rainures diamétralement opposées. Ces fibres optiques permettent de mesurer le moment fléchissant dans le pieu à l'intérieur du sol. De plus, 4 capteurs de déplacement LASER permettent de connaitre le déplacement horizontal du pieu hors du sol. Le monopieu a été foncé à 1×g dans le massif de sable saturé sur une profondeur de 5D. Le chargement horizontal a été appliqué à une hauteur de 5D au-dessus du sol. Le comportement général ainsi que local ont pu être déter-minés à l'aide des différentes mesures expérimentales

Centrifuge modelling of the impact of the installation method on the lateral response of the pile.

XVII ECSMGE-2019 Geotechnical Engineering foundation of the future, REYKJAVIK, ISLANDE, 01-/09/2019 - 05/09/2019Two methods of pile installation were reproduced in the centrifuge on reduced models of close-ended piles. In one case, the pile is installed at 1×g to model the behaviour of a wished-in-place pile. In the second case, the pile is installed in flight to generate the stresses obtained during the installation of a displace-ment pile. Then, these piles are loaded laterally without stopping the centrifuge. The piles are instrumented with strain gages from it inside, the bending moment profiles along the piles can be compared. From these pro-files, the experimental P-y curves are calculated by double derivation and double integration. These P-y curves are compared to those obtained from the DNVGL considered as reference for the offshore wind turbines.Deux méthodes d'installation de pieux ont été reproduites en centrifugeuse sur des modèles réduits de pieux fermés en pointe. Dans un cas, le pieu est installé par fonçage à 1×g afin de modéliser le comportement d'un pieu foré. Dans le second cas, le pieu est mis en place sous macrogravité afin de générer les contraintes obtenues lors de l'installation d'un pieu de déplacement. Par la suite, ces pieux sont chargés latérale-ment sans relâcher l'état de contraintes. Les pieux étant instrumentés de jauges de déformations à l'intérieur du fût, les profils des moments le long du fût peuvent être comparés. A partir de ces profils, les courbes P-y expé-rimentales sont calculés par double dérivation et double intégration. Ces courbes P-y sont confrontées à celles obtenues à partir du DNVGL faisant référence dans l'éolien en mer

Proposition d’une loi t-z cyclique au moyen d’expérimentations en centrifugeuse

Cet article propose une extension de la loi t-z de Frank et Zhao (1982) pour le calcul des déplacements d’un pieu soumis à des charges axiales cycliques. Les potentialités de cette nouvelle loi sont présentées et une comparaison est effectuée entre des résultats expérimentaux issus d’essais en centrifugeuse pour quatre pieux soumis à des charges cycliques et des résultats numériques obtenus au moyen de cette nouvelle loi. Pour chaque cas, le déplacement de la tête de pieu en fonction du nombre de cycles de chargement est analysé. Une discussion est menée pour mieux cerner l’influence de chaque paramètre de la nouvelle loi t-z cyclique développée et envisager les développements futurs à mettre en ½uvr

Physical modelling of piles under lateral loading in unsaturated soils

In this paper, selected aspects of an experimental study conducted in a geotechnical centrifuge are discussed. The tests aimed to explore the effects of partial saturation of soil on the response of a single pile subjected to a combination of lateral force and bending moment under drained conditions. The soil used in the experiments is a low plasticity silty soil, named B-grade kaolin, characterized by a relatively high permeability compared to the typical values for clayey soils. Two different elevations of the water table and its effects on the pile response under loading are studied. The data show a marked influence of soil partial saturation on the pile response, both under working loads and ultimate loads. In particular, under working loads, the displacement of the head of the pile is appreciably lower than that measured under saturated conditions

Capacité axiale de pieux fonces dans du sable. Essais en centrifugeuse

JNGG 2018, 9èmes Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l'Ingénieur, MARNE LA VALLEE, FRANCE, 13-/06/2018 - 15/06/2018A general study has been realized on the axial capacity of piles with the use of the centrifuge modelling. Open and closed piles have been jacked at 100×g in dense Fontainebleau sand. The effect of the saturation, pile diameter on the axial compression capacity of the piles is studied.Une étude sur la capacité axiale de pieux est menée en centrifugeuse. Des pieux ouverts et fermés en pointe ont été foncés à 100×g dans du sable dense de Fontainebleau. L'effet de la saturation du massif et du diamètre des pieux est également étudié tout au long de leur fonçage

Étude numérique des pieux d'éolienne offshore soumis à la traction en milieu sableux

International audienceL'étude numérique d'une fondation offshore en sol sableux de type pieu soumise à un effort vertical en traction est présentée. La méthode des éléments finit est utilisée. Les résultats numériques sont comparés aux résultats expérimentaux obtenus en centrifugeuse géotechnique (des pieux battus à 1xg ont été testés à 100xg). La fondation est représentée à travers un modèle en deux-dimensions axisymétrique, des outils et des hypothèses du domaine de l'ingénierie sont utilisés. Deux conditions d'état de contrainte initiale dans le sol sont analysées. Le premier cas, simulant un pieu moulé, considère une distribution géostatique des contraintes initiales. Le second cas prend en compte la modification de l'état des contraintes initiales dues au fonçage du pieu, au travers de la méthode CPT ICP-05. La comparaison de ces résultats met en valeur l'importance de la prise en compte de l'état des contraintes initiales après la mise en place d'un pieu pour la détermination de sa capacité portante

Influence de la configuration des hélices sur la résistance à l'arrachement de pieux hélicoïdaux

The uplift capacity of multi-helix anchors usually depends on the helical blades configuration (including the number\ud and the diameter) and the soil characteristics. An evaluation of those parameters is based on the results obtained from two different\ud experimental programs. The first experiments were performed in centrifuge on dry Fontainebleau sand. For the second testing\ud program, tension load tests were carried out in field at São Carlos in Brazil in a tropical soil. The geometrical effect (cylindrical or\ud tapered helices) is also presented.La capacité portante en traction des pieux hélicoïdaux dépend de la configuration des hélices (dont le nombre et le\ud diamètre) et des propriétés du sol. Deux programmes expérimentaux permettent d’éclaircir l’influence relative de ces paramètres.\ud L’un est réalisé sur modèles réduits centrifugés dans du sable sec de Fontainebleau, l’autre est mis en oeuvre in situ sur un site test à\ud Sao Carlos au Brésil, constitué de sols tropicaux. L’effet de la géométrie (hélices inscrites dans un cylindre ou dans un cône) est\ud présenté.FAPESP - Proc 2010/19039-

Modélisation en centrifugeuse du renforcement de sols compressibles par inclusions rigides : dispositifs du transfert de charge par cisaillement

Soft soils reinforced by vertical stiff piles are covered by a load transfer granularplatform in which arching occurs. By experiments on reduced –scale centrifuged model, the mechanisms of load transfer will be studied in a 3D arrangement. Several heights of load transfer platform will be tested to simulate embankment or floor slab. An original experimental device and the test programme are presented.Les sols compressibles renforcés par inclusions rigides verticales sont surmontés d’'un matelas granulaire de report de charge dans lequel se développent des transferts de charge par cisaillement. Via des essais sur modèle réduit centrifugé, les mécanismes de ces transferts vont être étudiés dans une configuration 3D pour différentes hauteurs de matelas, correspondant au cas d’ouvrages de type dallage ou remblai. Un dispositif expérimental original, en conception au LCPC, est présenté ainsi que le plan d’'expérience

Étude numérique des pieux d'éolienne offshore soumis à la traction en milieu sableux

National audienceThe response of an offshore pile embedded in sand under tension loading is studied. An axisymmetric two-dimensional finite element model is built using common engineering tools. Results are compared to experimental data obtained through geotechnical centrifuge tests (during the tests piles were driven at 1×g and tested at 100×g). Two models with different initial state of stresses in the soil are analysed. First, a geostatic case where radial stresses around the pile are a linear function of the soil weight, this hypotheses is used to represent a cast-in-place pile. Second, an initial state of stress is calculated and introduced in the model. In this case, stresses are calculated using the CPT method ICP-05, this method allows to take into account the effects in the stress field due to a driven pile. Comparing the results from both cases with the experimental data allows to emphasize the role of the initial state of stress to calculate the load carrying capacity of a pile foundation. MOTS-CLÉS : Pieu, offshore , traction, capacité portante, CPT, ICP-05.L'étude numérique d'une fondation offshore en sol sableux de type pieu soumise à un effort vertical en traction est présentée. La méthode des éléments finit est utilisée. Les résultats numériques sont comparés aux résultats expérimentaux obtenus en centrifugeuse géotechnique (des pieux battus à 1×g ont été testés à 100×g). La fondation est représentée à travers un modèle en deux-dimensions axisymétrique, des outils et des hypothèses du domaine de l'ingénierie sont utilisés. Deux conditions d'état de contrainte initiale dans le sol sont analysées. Le premier cas, simulant un pieu moulé, considère une distribution géostatique des contraintes initiales. Le second cas prend en compte la modification de l'état des contraintes initiales dues au fonçage du pieu, au travers de la méthode CPT ICP-05. La comparaison de ces résultats met en valeur l'importance de la prise en compte de l'état des contraintes initiales après la mise en place d'un pieu pour la détermination de sa capacité portante

Diagrammes de stabilité cyclique de pieux dans les sables

Cette communication rassemble des diagrammes de stabilité cyclique obtenus dans des sables siliceux denses et par des moyens expérimentaux variés : essais in situ sur pieux réels, essais sur pieux modèles en grande chambre d’étalonnage et essais sur pieux modèles centrifugés. Elle couvre le cas des pieux battus en traction et celui des pieux forés en compression. Les diagrammes cycliques de stabilité sont des outils précieux pour une première estimation de l’effet des chargements cycliques sur le comportement axial des pieux