Expansive soils are recognized by their swelling potential upon wetting due to the existence of some clay minerals such as montmorillonite. An effective solution was found to avoid the danger of such soils by using piles. A single pile embedded in an elasto-plastic expansive soil has been analyzed by using one of the available software which is ABAQUS to investigate the effect of applied loads on pile’s top and investigate the effect of swelling soils on load carrying capacity of the pile. The result shows that as the pile is axially loaded at its top, the axial force along the pile gradually changes from (tension) to (compression) and the pile tends to move downward. The applied load needed to initiate pile’s settlement depends on pile’s embedment depth and the depth of active zone. The ultimate carrying capacity of a single pile for no swelling conditions is greater than that of with swelling conditions.

تعرف الترب الانتفاخيه بخاصيه التغير الحجمي عند تعرضها للماء حيث يزداد حجمها نتيجة لوجود بعض المعادن مثل Montmorolonite. حيث تم ايجاد حل لغرص تفادي المشاكل الناتجه من هذه الترب وذلك بأستخدام الركائز. ولغرض معرفة مقدار تحمل الركائز ومدى تأثرها بالأحمال المسلطه عليها تم تحليل ركيزة مفردة ممتدة في تربة إنتفاخية (Elasto-plastic soils) بأستخدام طريقة العناصر المحددة Finite Elements Method وتم ذلك بأستخدام برنامج ABAQUS. و أظهرت النتائج عند تحميل الركيزه فأن القوى المحوريه تتغير تدريجيا من قوى شد لى قوى ضغط على طول الركيزه والقوه اللازمه لبدأ نزول الركيزه يعتمد على طول الركيزه وعمق الطبقه الانتفاخيه. أما بالنسبه لمقدار تحمل ركيزه مفرده في تربه اعتياديه يكون اكبر من مقدار تحمل ركيزه مفرده ممتده في تربه انتفاخيه.

Pile-Swelling soil-Load carrying capacity-ABAQUS-Axially loaded pile

An experimental model is used to simulate the loss of soil lateral confinement due to excavation nearby an individual axially loaded pile. The effects of various parameters, such as the horizontal distance of excavation, depth of excavation and pile slenderness ratios are investigated. The experimental analysis results showed the effect of excavation is more remarkable as the horizontal distance of excavation becomes closer to the pile than half pile length. The effect of excavation diminishes gradually as the horizontal distance increases beyond that distance for all the investigated pile slenderness ratios and depths of excavation. The pile head deflection, settlement and bending moments along pile increase with decreasing horizontal distance between excavation face and adjacent axially loaded pile of various depths of excavation and pile slenderness ratios. The location of maximum bending moment is positioned between 1/4 and 1/2 of pile length for all horizontal distance of excavation, depth of excavation and slenderness ratios. The bending moment profiles indicate a (single curvature) for medium flexible piles and (double curvature) for very flexible piles for different horizontal distance between excavation face and adjacent axially loaded pile and various depths of excavation. In addition the theoretical approach of wood, 2004 showed good agreement especially for very flexible pile (slenderness ratio ˃45).

في هذه الدراسة تم استخدام الموديل العملي المصغرلنمذجة نقصان الضغط الجانبي للتربة الناشيء عن الحفريات غيرالمسندة المجاورة لنموذج ركيزة مفردة محملة رأسيا. تم التحري عن تاثيرعدة معاملات مثل المسافة الافقية للحفر , عمق الحفر ونسبة الطول الى القطر المكافيء ( نسبة النحافة للركيزة). لقد أثبت التحليل للنتائج العملية ان للحفريات تاثير جديربالملاحظة عندما تصبح مسافة الحفر قريبة من الركيزة وتساوي أقل من نصف طول الركيزة , يتلاشى تاثير الحفريات تدريجيا عندما تزداد المسافة الافقية اكبر من نصف طول الركيزة لكل نسب النحافة للركيزة ولكل اعماق الحفر. ان الانحراف والهبوط لرأس الركيزة وعزوم الانحناء على طول الركيزة تزداد مع نقصان المسافة الافقية للحفر والركيزة العمودية المحملة رأسيا لكل اعماق الحفر ولكل نسب النحافة للركيزة. ان موقع اكبر عزوم انحناء يقع بين ربع ونصف طول الركيزة لكل المسافات الافقية للحفر , اعماق الحفر ولكل نسب النحافة للركيزة. ان شكل منحي العزوم الانحناء يكون احادي التحدب للركائز المتوسطة المرونة بينما مزدوج التحدب للركائز المرنة جدا لمختلف المسافات الافقية بين الركيزة ووجه الحفر وكذلك لمختلف الاعماق . اضافة الى ذلك اظهرت النتائج النظرية توافق مع النتائج العملية وخاصة للركائز المرنة جدا (نسبة الطول /القطر المكافيء اكبر من 45).

excavation --- axially loaded pile --- deflection --- settlement --- bending moment --- ركيزة عمودية محملة رأسيا --- الضغط الجانبي --- الهبوط --- عزوم الانحناء