Finite element analysis of cellular circle cofferdam for wet soil

Other Title(s)

دراسة عددية لاستقرارية سدود الانضاب الخلوية باستخدام برنامج ANSYS

Joint Authors

al-Tai, Kazim Nayif Kazim
al-Murshidi, Karim Radi
al-Janabi, Marwah Abd Allah

Source

Kufa Journal of Engineering

Issue

Vol. 6, Issue 1 (31 Dec. 2014), pp.25-44, 20 p.

Publisher

University of Kufa Faculty of Engineering

Publication Date

2014-12-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

20

Main Subjects

Civil Engineering

Topics

Abstract AR

في هذه الدراسة تم استخدام التحليل اللاخطي بطريقة العناصر المحددة للتنبؤ بعلاقة الحمل بالإزاحة بالنسبة لسدود الإنضاب الخلوية تحت تأثير الأحمال الجانبية و ذلك باستخدام برنامج ANSYS V.12.1 و قد تم استخدام العناصر (solid 45) لتمثيل املائيات التربة و الأساس كذلك تم استخدامها لتمثل الركائز الحديدية للسد باستخدام تقنية التداخل و اللصق، و تم استخدام تقنية الدمج بين العقد لتمثيل الترابط بين الركائز الحديدية و التربة.

تم استخدام طريقة (Full Newton-Raphson) لحل معادلات التوازن اللاخطية.

تم تحليل نوع من أنواع سدود الإنضاب الخلوية و هي الدائرية بنسبة (القطر إلى الارتفاع = 1.0) و تم مقارنة هذه النتائج مع النتائج العملية.

هذه الدراسة تضمنت تحليل تأثير العوامل التالية : الإملائيات خلف السد بنسبة (0.4) من ارتفاع الخلية, و تأثير عمق الدفن تحت سطح الأرض بنسب مختلفة (0.2، 0.4) من ارتفاع الخلية و حيث تم استخدام الحصى الخابط الرطب كمادة إملائية.

النتائج التي تم الوصول إليها باستخدام طريقة العناصر المحددة نتيجة لتسليط قوة في ثلث ارتفاع الخلية قد أظهرت أن التحليل باستخدام طريقة العناصر المحددة يعطي نتائج متقاربة مع النتائج العملية.

الفرق بين القوة التي تم تسليطها بالتحليل العددي و القوة التي تم تسليطها مختبريا كان يتراوح من (0-5.56) % ماعدا الحالة الأولى بالنسبة لسد الإنضاب الخلوي على سطح التربة بنسبة (العرض إلى الارتفاع = 1.0) كان الفرق25 % السبب في ذلك هو أن الزيادة الكبيرة بين حمل مسلط و آخر عمليا بينما الزيادة بالأحمال المسلطة في برنامج ANSYS يجب أن تكون قليلة.

بالنسبة للخلية الدائرية إن استعمال نسبة الإملائيات الخلفية (0.4H) تزيد مقاومة الخلية بنسبة (50 %) بالنسبة للتحليل العددي أما مختبريا فكانت الزيادة في مقاومة الخلية (33 %) أما بالنسبة لزيادة عمق الدفن (0.2، 0.4) من ارتفاع الخلية كانت الزيادة في مقاومة الخلية (39.02، 53.13) % على التوالي أما مختبريا فكانت الزيادة (23.8، 40.72) %.

Abstract EN

This paper presented nonlinear finite element analysis to predict the load deflection behavior of circular cell cofferdam under lateral load by using ANSYS (Analysis System) (version 12.1) computer program.

Eight-node solid element (SOLID 45) has been used to model filling soil, and the same element by using overlap and glue technique to model steel sheet pile of cofferdam.

The bond between steel sheet pile and filling soil has been modeled by using nodes merge.

The full Newton-Raphson method is used for the nonlinear solution algorithm.

Single circular cell of width to height ratio b/H (1.00) has been analyzed and their results are compared with experimental data including the following factors: the effect of berm ratio (backfill of cell) (0.4 of the cell height), embedment depth ratios (0.2 and 0.4 of the cell height), Wet subbase soil was used as filling material.

The results obtained using the finite element models represented by the load applied at one third of the cell cofferdam height deflection curves show good agreement (small differences) with the experimental data that based on experimental study done by Al-Kassar, (2011) for the case that considered in this study.The difference between the numerical ultimate loads and the corresponding experimental ultimate loads is in the range between (0-5.56)%.

Only in the case of circular cell cofferdam on ground with width to height ratio b/H=1 the difference was 25%.

For the numerical analysis at used berm ratio of (0.4 of the cell height) has increase the cell resistance (50%), while in experimental study the increase in cell resistance was (33%).

For numerical analysis of using embedment depth ratio of (0.2 of the cell height) the resistance of the cell has increased to (39.02%), compared with the ratio ( 0.4 of the cell height) the cell resistance increased to (53.13%).

While in experimental study when the embedment depth ratio was (0.2 of the cell height) the resistance of the cell increased to (23.8%), compared with the ratio (0.4 of the cell height) the cell resistance increased to (40.72%).

American Psychological Association (APA)

al-Murshidi, Karim Radi& al-Tai, Kazim Nayif Kazim& al-Janabi, Marwah Abd Allah. 2014. Finite element analysis of cellular circle cofferdam for wet soil. Kufa Journal of Engineering،Vol. 6, no. 1, pp.25-44.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-541432

Modern Language Association (MLA)

al-Murshidi, Karim Radi…[et al.]. Finite element analysis of cellular circle cofferdam for wet soil. Kufa Journal of Engineering Vol. 6, no. 1 (Dec. 2014), pp.25-44.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-541432

American Medical Association (AMA)

al-Murshidi, Karim Radi& al-Tai, Kazim Nayif Kazim& al-Janabi, Marwah Abd Allah. Finite element analysis of cellular circle cofferdam for wet soil. Kufa Journal of Engineering. 2014. Vol. 6, no. 1, pp.25-44.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-541432

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 44

Record ID

BIM-541432