Back analysis of offshore pile driving with an improved soil model

Abstract

Extensive back analyses of field records of offshore piles driven in calcareous sands were performed using an improved soil model developed by Simons. The records were obtained during the installation of closed-end pipe piles for offshore platforms at the Northeast Pole site of the Campos Basin in Brazil. This model is especially adequate for hard driving conditions when piles are driven almost to refusal. In these cases, inertial (radiation) damping prevails, whereas viscous damping may be neglected. Back analyses with this model allowed the relative displacements between pile and soil to be calculated at various points along the pile in a one-dimensional finite-element method solution. The soil stiffness k and the damping coefficient cs were back-calculated for different pile depths. Values of the ratio of the shear modulus to the shaft resistance (G/τ) were also back-calculated and suggestions are given concerning tentative values of this ratio to be selected in drivability studies in calcareous sands. Nous avons pratiqué des rétro analyses poussées sur les comportements sur le terrain des pilotis offshore foncés dans des sables calcaires en utillsant un modèle de sol amélloré, développé par Simons. Les dossiers ont été obtenus pendant l'installation des pilotis à tuyaux fermés pour les plate-forme offshore du site Northeast Pole dans le bassin de Campos, au Brésil. Ce modèle est particulièrement adéquat pour des conditions de battage difficiles, quand les piles sont foncées presque jusqu'au refus. Dans ces cas, un amortissement du à l'inertie (amortissement par rayonnement) prévaut alors que l'amortissement visqueux est négligeable. Les rétro analyses utilisant ce modèle ont permis de calculer le déplacement relatif entre le pilotis et le sol en divers points le long du pilotis grâce à àla méthode d'é1éments finis en une dimension. La rigidité du sol ks et le coefficient d'amortissement cs ont été rétro calculés pour différentes profondeurs de pilotis. Nous avons également rétro calculé les valeurs du rapport entre le module de cisaillement et la résistance de l'arbre (G/τ) et nous offrons quelques suggestions sur les valeurs supposées du rapport à choisir dans les études des caractéristiques de battage dans les sables calcaires.