An investigation of the behavior of fiber reinforced concrete piles under lateral loading

Abstract

Bu çalışmada betonarme kazıkların doğrusal olmayan davranışının zemin-kazık etkileşimi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Betonarme kazıkların davranışı zemin-kazık etkileşimi açısından henüz geniş anlamda araştırılmamıştır. Bu nedenle, model test programının öncelikli hedefi, doğrusal olmayan kazık malzemesi davranışının zemin-kazık etkileşimi üzerinde önemli bir rolünün olduğu hipotezinin doğruluğunu araştırmaktır. Bu çalışmada, kazık eğilme rijitliğinin, zemin-kazık etkileşimi üzerindeki etkisinin dikkate alındığı kapsamlı bir deney programı planlanmıştır. Yükleme hızı ve düşey yükün yatay yükler altındaki kazığın davranışına etkileri de araştırılmıştır. Model kazık deneyleri öncesinde kazığın moment-eğrilik ilişkisini elde etmek amacıyla kiriş elemanlar üzerinde eğilme deneyleri yapılmıştır. Model deneyleri beş tür kazık üzerinde yatay yükle birlikte sabit düşey yük ve sadece yatay yük koşullarında gerçekleştirilmiştir. Deney kazıkları eğilme donatılı ve eğilme donatısız kazıklardan oluşmaktadır. Çelik lifli beton ve çelik lifli betonarme kazıklarda lif içeriği hacimsel olarak %1 oranında uygulanmıştır.Kazık performansları mafsal oluşumu, kazık başı deplasmanları, kazık boyunca moment dağılımı ve zemin yüzeyinde oluşan deformasyonlar açısından karşılaştırılmıştır. Deneysel olarak elde edilen p-y eğrileri ile uygulamada standart olarak kullanılan API (Amerikan Petrol Enstitüsü) p-y eğrileri karşılaştırılmış;. betonarme ve çelik lifli betonarme kazıkların zemin-kazık etkileşimi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Uygulamada standart olarak kullanılan API prosedürü kazığın esneklik parametreleri ile birleştirilerek p-y eğrilerinin oluşturulmasında yeni bir yöntem önerisi sunulmuştur. In this study, the influence of nonlinear behavior of reinforced concrete (RC) piles on soil-pile interaction was investigated. Primary goal of the model test program was to investigate the hypothesis that nonlinear pile material behavior might play an important role on soil-pile interaction (SPI), an aspect of SPI which was not studied extensively for RC piles. A comprehensive testing program is planned and pursued in order to account for the influence of pile bending stiffness on soil-pile interaction (SPI), loading rate and axial load effects on lateral pile response. Prior to the model pile tests, bending tests were made on beam specimens to obtain the moment-curvature relationship of piles. Five types of model piles were tested under lateral loading and lateral-axial loading. Tests involved testing of model piles with and without bending reinforcement. The steel fiber ratio by volume is decided as 1% for the bending reinforced model pile with fibers and steel fiber reinforced concrete model piles.Test results such as hinge formation, head displacement, moment distribution and soil surface movement around the pile were assessed and the performances of the piles were evaluated. Experimentally derived p-y curves are compared with the currently available industry standard API (American Petroleum Institute) recommended p-y curves. Effects of nonlinear behavior of steel fiber reinforced concrete and reinforced concrete pile on soil-pile interaction were investigated. A new methodology to improve the industry standard API procedure is suggested to incorporate pile flexibility parameters into the p-y curve formulation