A Continuum-Based Model for Analysis of Laterally Loaded Piles in Layered Soils

An analysis is developed to calculate the response of laterally loaded piles in multilayered elastic media. The displacement fields in the analysis are taken to be the products of independent functions that vary in the vertical , radial and circumferential directions. The governing differential equations for the pile deflections in different soil layers are obtained using the principle of minimum potential energy. Solutions for pile deflection are obtained analytically, whereas those for soil displacements are obtained using the one-dimensional finite difference method. The input parameters needed for the analysis are the pile geometry, the soil profile, and the elastic constants of the soil and pile. The method produces results with accuracy comparable with that of a three-dimensional finite element analysis but requires much less computation time. The analysis can be extended to account for soil non-linearity. Dans la présente communication, on conçoit une analyse permettant de calculer la réaction de pieux a ` charge latérale dans des milieux e ´lastiques multicouches. Les champs de déplacement dans cette analyse sont censés e ˆtre les produits de fonctions indépendantes variant dans les sens vertical, radial et circonférentiel. Les e ´quations différentielles déter-minantes pour les flèches des pieux dans différentes couches de terrain s'obtiennent en appliquant le principe de l'e ´ner-gie potentielle minimale. Les solutions s'obtiennent de dif-férentes façons : de façon analytique pour la flèche des pieux, et avec une méthode des différences finies unidimen-sionnelles pour les déplacements du sol. Les paramètres d'entrée nécessaires pour l'analyse sont la géométrie des pieux, le profil du terrain, et les constantes e ´lastiques du sol et des pieux. Cette méthode permet d'obtenir des résultats dont la précision est comparable a ` celle des analyses tridi-mensionnelles aux e ´léments finis, mais qui nécessite des temps de calcul beaucoup plus courts. En outre, il est possible de renforcer cette analyse pour tenir compte de la non linéarité du terrain. INTRODUCTION Piles subjected to lateral forces and moments at the head are analysed in practice with the p–y method In the p–y method the pile is assumed to behave as an Euler–Bernoulli beam with the soil modelled as a series of discretely spaced springs, each connected to one of the pile segments into which the pile is discretised. The springs model the soil response to loading through p–y curves (p is the unit resistance per unit pile length offered by the springs, and y is the pile deflection), …