New approach for analysis of cantilever sheet pile with line load

摘要

Free-standing cantilever sheet pile walls in cohesionless soils subjected to horizontal line load have traditionally been analyzed assuming full active and passive earth pressure mobilization on the sides of the embedded portion of the wall. In the conventional analysis, the vertical equilibrium of forces is not checked and the effect of the wall friction angle is neglected because of the assumption of a smooth wall. In the present study, the limit equilibrium method has been used to estimate the minimum penetration depth required for a free-standing cantilever sheet pile wall subjected to horizontal line load, by considering the effect of wall friction angle, thereby satisfying all equilibrium conditions and considering the partial mobilization of earth pressures depending on the type and magnitude of the wall movement. The variation of earth pressure mobilization has been taken as a function of the displacement (rotation about both the top and the bottom) of the cantilever sheet pile wall, which in turn also governs the mobilized friction angles. A comparison has been made between the results of penetration depths obtained by the present study and those obtained by existing conventional solutions. New design values in nondimensional form are proposed. Key words: wall friction angle, partial earth pressure mobilization, cohesionless soil, penetration depth, equilibrium equations, displacement. Les murs cantilever en palplanches encastrées dans des sols non cohérents et soumis à des chargements horizontaux linéaires ont été traditionnellement analysés en supposant une mobilisation complète de la poussée et de la butées sur les faces de la portion enfouie du mur. Dans l'analyse conventionnelle, l'équilibre vertical des forces n'est pas vérifié, l'effet de l'angle de friction sur le mur est négligé, et on suppose un mur avec surfaces lisses. Dans la présente étude, on a utilisé la méthode d'équilibre limite pour évaluer la profondeur de pénétration minimale requise pour un mur cantilever de palplanches encastrées et assujetti à un chargement linéaire horizontal en tenant compte de l'effet de l'angle de friction du mur, satisfaisant toutes les conditions d'équilibre, et en considérant la mobilisation partielle des pressions des terres dépendant du type et de l'amplitude du mouvement du mur. On a considéré la variation de la mobilisation de la pression des terres comme étant une fonction du déplacement (rotation autour du sommet et rotation autour de l'extrémité inférieure) du mur cantilever de palplanches, qui à son tour régit aussi les angles de friction mobilisés. On a comparé les résultats des profondeurs de pénétration obtenues par la présente étude avec celles obtenues par les solutions conventionnelles existantes, et on propose de nouvelles valeurs de conception sous forme non dimensionnelle.Mots clés : angle de friction d'un mur, mobilisation partielle de la pression des terres, sol non cohérent, profondeur de pénétration, équations d'équilibre, déplacement. [Traduit par la Rédaction]