Load-displacement solutions for piles and shallow foundations based on deformation fields and energy conservation

摘要

The paper presents an energy approach for the prediction of non-linear foundation behaviour. The formulation entails three main stages: (a) assumption of admissible pattern functions from which displacement fields can be assembled; (b) equating external work to internal work; and (c) minimisation of internal work by variation of the displacement field using the different pattern functions. The approach is demonstrated on two problems: (a) a vertically loaded shallow foundation; and (b) laterally loaded piles. The approach is evaluated by comparison with finite difference analyses using three different constitutive models. It is shown that the approach provides a fair estimation of the overall foundation response. Under large displacements the method degenerates into conventional upper-bound calculations.%La présente communication présente une méthode énergétique pour la prédiction du comportement de fondations non linéaires. La formulation comporte trois phases principales: [1] hypothèse relative aux fonctions de configuration admissibles sur la base desquelles des champs de déplacement peuvent être assemblés; [2] égalisation du travail extérieur et du travail intérieur; et [3] minimisa-tion du travail interne par la variation du champ de déplacement en faisant usage de différentes fonctions de configuration. On effectue la démonstration de cette méthode sur deux problèmes: (1) des fondations peu profondes sous une charge verticale, et (2) des piles sous charges latérales. On évalue cette méthode en effectuant une comparaison avec des analyses aux éléments finis faisant usage de trois modèles constitutifs, et on démontre que cette méthode permet d'effectuer une évaluation acceptable de la réaction globale des fondations. En présence de déplacements importants, cette méthode dégénère sous forme de calculs traditionnels des limites supérieures.