Predicting bearing capacity of stone column based on cavity expansion theories

摘要

The efficiency of the stone columns improvement technique mainly consists in the increase of bearing capacity, reduction settlement and acceleration of consolidation of soft soils. Further, the rapid process of installation and inexpensive cost make this technique quite competitive compared to other types of foundations. Several investigations were conducted for determining the bearing capacity of an isolated column by considering several theories (Greenwood, 1970), Hughes et al., 1975, Datye, 1982).Analytical works which have dealt with the study of the expanded cylindrical cavity in an infinite medium have been developed by assuming various constitutive laws of the expanded soil. Among them some analytical contributions are here considered to model the column installation as an expanded cylindrical cavity: elastoplastic medium (Carter et al. 1986), elastoplastic medium with taking account of skin friction and anisotropic initial stresses (Sagaseta et al. 2003), elastoplastic medium with a variable potential flow (Frikha and Bouassida 2012), elastoplastic medium with non-linear elasticity (Cao et al. 2001). By using recorded data from in situ load tests performed on isolated column, the soil parameters of different expansion cavity theories are then identified. Comparison between experimental data and predictions by several models is then discussed.%L'efficacité de la technique d'amélioration de colonnes ballastées consiste principalement à l'augmentation de la capacité portante, la colonisation et la réduction de l'accélération de la consolidation des sols mous. En outre, le processus rapide de coût d'installation et peu coûteux rendent cette technique très compétitif par rapport à d'autres types de fondations. Plusieurs enquêtes ont été menées pour déterminer la capacité portante d'une colonne isolée en tenant compte de plusieurs théories (Greenwood, 1970), Hughes et al., 1975,Datye, 1982).Travaux analytiques qui ont porté sur l'étude de la cavité cylindrique élargie dans un milieu infini ont été développés en supposant différentes lois de comportement du sol élargie. Parmi eux, quelques contributions analytiques sont considérées ici de modéliser l'installation de la colonne comme une cavité cylindrique élargie: moyen élastoplastique (. Carter et al 1986), moyen élasto-plastique avec prise en compte du frottement de la peau et anisotropes contraintes initiales (Sagaseta et al 2003). Élastoplastiques, moyenne avec un débit variable potentiel (Frikha et Bouassida 2012), moyen élastoplastique avec élasticité non linéaire (Cao et al. 2001). En utilisant les données enregistrées à partir de tests de charge in situ réalisées sur colonne isolée, les paramètres du sol de différentes théories cavité d'expansion sont alors identifiés. Comparaison entre les données expérimentales et les prédictions de plusieurs modèles est ensuite discuté.