The Uplift Resistance Of Pipes And Plate Anchors Buried In Sand

摘要

The design of buried anchors and pipelines requires assessment of the peak uplift resistance. This paper describes a limit equilibrium solution for the uplift resistance of pipes and plate anchors buried in sand. The geometry of this solution reflects observations from model tests. Peak angles of friction and dilation are found using established correlations that capture the influence of stress level and density. These angles govern the geometry of the failure mechanism and the mobilised resistance. The solution is validated using a database of 115 model tests on pipes and strip anchors assembled from the published literature. Good agreement with the overall database is shown, without optimisation of any input parameters. The method overpredicts the uplift resistance of smooth model pipes by ～10%, highlighting the influence of pipe roughness. In contrast, it is shown that the solution for uplift resistance based on the limit theorems of plasticity is generally unconservative. The assumption of normality, which is required by the limit theorems, leads to an unrealistic failure mechanism involving uplift of a far wider zone of soil than is seen in model tests. Plasticity theory, with normality, is inappropriate for modelling this class of kinematic-ally restrained problem in drained conditions, as normality is not observed.%La configuration d'ancrages et de canalisations enterrés nécessite l'évaluation de la résistance de pointe au soulèvement. La présente communication décrit une solution d'équilibre limite pour la résistance au soulèvement de canalisations et de plaques d'ancrage fixées dans le sable. La géométrie de cette solution reflète des observations de tests modèles. Des angles de pointe de la friction et de la dilatation sont établis par l'établissement de corrélations capturant l'influence du niveau de contrainte et de la densité. Ces angles déterminent la géométrie du mécanisme de rupture et de la résistance mobilisée. La solution est validée en utilisant une base de données de 11? essais sur modèle effectués sur des canalisations et des dispositifs d'ancrage assemblés conformément aux documents publiés. On démontre une bonne conformité avec la base de données générale, sans optimisation de paramètres d'entrée. La méthode prédit par excès de l'ordre de ±10% la résistance au soulèvement de canalisations lisses, en mettant en lumière l'influence de la rugosité des canalisations. Par contraste, on démontre que la solution à la résistance au soulèvement basée sur des théorèmes limites sur la plasticité est généralement extrême. L'hypothèse de la normalité, que nécessitent les théorèmes limites, engendre un mécanisme de rupture non réaliste comportant le soulèvement d'une zone de sol beaucoup plus large que celle des tests sur modèle. La théorie de la plasticité, avec normalité, ne convient pas pour la modélisation de cette classe de problème à modération cinématique dans des conditions drainées, étant donné que l'on ne relève pas de normalité.