Rational prediction of lateral behaviour of concrete piles incorporating pile (concrete) non-linearity

Conventional recommended methods for predicting the lateral response of pile foundations are primarily based on the assumption of linear elastic pile and soil behaviours. Conctete behaves non-linearly at very low tensile stress levels due to the cracking as recognised in structural design practice. In the current study, a simplified non-linear analysis, based on the subgrade-reaction approach, has been developed to incorporate the non-linearities of both pile and surrounding soil. The pile-soil system is simulated as a frame analogy with beam-column pile elements and soil springs. It is shown that the non-linearity of concrete piles significantly increases the pile deflection and also redistributes the flexural moments & subgrade reactions. The proposed method is feasible for routine design office applications. Les méthodes conventionnelles et recommendees pour la prediction de la réponse laterale des pieux de fondation sont basées, basiquement, sur l’hypothèse de lois de comportement linéaire du sol et du pieu. Le beton ne se comporte pas de manière linéaire aux faibles contraintes tensorielles, va cause des fractures, ainsi qu’il est accepte, en pratique, dans les calculs des efforts structurels. Pour la présente etude, on a développe une méthode d’analyse simple et non-lineaire, basée sur une approche de reaction de sous-couche. Cette méthode inclut un comportement non-lineaire du pieu et du sol. Le système sol-pieu est représente dans le cadre de l’analogie avec des elements poutre-colonne pour le pieu et des “ressorts” pour le sol. La non-linearite des pieux en beton augmente de manière significante la deflection des pieux, et favorise aussi une redistribution des moments de flexion et des reactions des sous-couches. La méthode préconisée est applicable dans tout bureau d’étude.