Experimental Investigations of the Response of Suction Caissons to Transient Combined Loading

Abstract

Combined loading of foundations is a fundamental problem in civil engineering, particularly in the offshore industry where harsh environmental conditions occur. Large moment and horizontal loads may be applied to the foundation as well as vertical loads. Also, as the waves pass a structure, there can be rapid changes in the loads, so that transient effects need to be considered. When designing shallow foundations, such as suction caissons, there is uncertainty in the current understanding of how the foundation responds to these loads. This paper presents experiments, performed on model suction caisson foundations, where typical cyclic loading conditions are applied. The footing is embedded in oil-saturated sand so that dimensionless drainage times are comparable with the typical offshore conditions. Most of the testing was carried out with the vertical load held constant, to mimic the structural dead weight, while realistic ‘‘pseudorandom’’ moment and horizontal cyclic loads were applied. Experiments were carried out at different vertical loads, showing that the response depends on the vertical load level. Nondimensional relationships were established which accounted for this dependency. Surprisingly, the rate of loading had little impact on the load–displacement behavior for the experiments undertaken.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی                            1.11 MB

چکیده
بارگذاری ترکیبی فونداسیون ها یک مشکل اساسی در مهندسی عمران، مخصوصا در صنعت دورکران می باشد جاییکه شرایط محیطی ناملایم روی می دهند. بارهای افقی و گشتاور بزرگ ممکن است برای فونداسیون همانند بارهای عمودی به کار گرفته شود. همچنین، همانطور که موج ها از ساختمانی می گذرند، تغییرات سریع می توانند در بارها روی دهند، طوریکه تاثیرات گذرا نیاز به بررسی دارند. هنگام طراحی فونداسیون های کم عمق، مانند صندوقه های مکشیس، عدم قطعیت در درک نحوه ی واکنش فونداسیون در این بارها وجود دارد. این مقاله، آزمایش های انجام گرفته روی مدل سازی فونداسیون های صندوقه مکشی را ارائه می کند، جاییکه شرایط بارگذاری چرخه ای نوعی به کار گرفته می شوند. پای بست در خاک اشباع شده با نفت تعبیه می شود، طوریکه زمان های زهکشی بدون بعد با شرایط دورکران نوعی قابل مقایسه می باشند. اکثر تست ها با ثابت بار عمودی برای شبیه سازی خودوزن ساختمان انجام گرفتند، در حالیکه بارهای چرخه ای افقی و گشتاور شبه تصادفی واقعی به کار گرفته شدند. آزمایش ها در بارهای عمودی مختلف انجام گرفتند که نشان می دهد که واکنش به سطح بار عمودی وابسته می باشد. روابط بدون ابعاد بوجود آمدند که برای این وابستگی در نظر گرفته شده اند. جالب توجه است که نرخ بارگذاری تاثیر کمی روی رفتار بار-جابجایی برای آزمایش های انجام گرفته داشت.

تعداد صفحات مقاله انگلیسی: 14 صفحه
تعداد صفحات مقاله فارسی:29 صفحه