Solution charts for the consolidation of circular footings embedded in a finite stratum

Author： Zhang Wen-Wei Zhu Guofu Wang Ren Meng Qingshan

ISSN： 1208-6010

Source： Canadian Geotechnical Journal, Vol.46, Iss.6, 2009-06, pp. : 708-718

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Abstract

This technical note used the finite element method to investigate the consolidation behaviour of circular footings embedded in a finite stratum based on Biot’s consolidation theory. The influence of three factors on the degree of consolidation settlement was examined: (1) the ratio of the buried depth to the thickness of the stratum, (2) the ratio of the footing radius to the thickness of the stratum, and (3) the Poisson’s ratio of the soil skeleton. Based on the results of analysis, new normalized time factors are suggested. It is shown that the degree of consolidation exhibits very good normalized behaviour using the time factors. The authors also present solution charts for determining the degree of consolidation settlement of circular footings embedded in a finite stratum. These charts can provide engineers with a quick answer to the design issues. The maximum error caused by using the solution charts is within 3%.Cette note technique présente une utilisation de la méthode des éléments finis pour investiguer le comportement en consolidation de semelles circulaires incorporées dans une strate finie, basée sur la théorie de la consolidation de Biot. L’influence de trois facteurs sur le degré de tassement par consolidation sont examinés: (1) le ratio de la profondeur sur l’épaisseur de la strate, (2) le ratio du rayon de la semelle sur l’épaisseur de la strate, (3) le ratio de Poisson du squelette du sol. Des nouveaux facteurs de temps normalisés sont proposés basé sur les résultats de l’analyse. La note technique démontre que le degré de consolidation présente un comportement normalisé très bon en utilisant les facteurs de temps. Les auteurs présentent des graphiques de solution pour déterminer le degré de tassement par consolidation de semelles circulaires incorporées dans une strate finie. Les graphiques peuvent fournir une réponse rapide aux ingénieurs lors de problèmes de conception.