Finite element modelling of marine clay deformation under reclamation fills

Abstract

The ongoing Changi East Reclamation Project in Singapore consists of land reclamation and ground improvement of the foreshore for the future expansion of Changi International Airport. The deformation behaviour of marine clay under reclamation fills and surcharge was modelled by the finite element method (FEM) with Plaxis numerical modelling software. The analyses included modelling the consolidation behaviour of marine clay under reclamation fills with and without prefabricated vertical drains. Marine clay with vertical drains was modelled by both the axisymmetric unit cell and full-scale analysis methods. Marine clay that was not treated with prefabricated vertical drains was modelled by means of full-scale analysis. The numerical analysis was carried out at two case study locations: the pilot test site and the in situ test site. The test sites comprise vertical drain treated and untreated sub-areas that were reclaimed and preloaded under the same conditions. The result of the FEM analysis was compared with that obtained by means of observational methods. The vertical drain performance was verified for the in situ test site by using the value of Ch obtained from back-analysis by the Asaoka method and by FEM with Plaxis. Le Projet de Changi East qui se poursuit actuellement à Singapour consiste à récupérer des terres sur la mer et à améliorer le sol du littoral en vue de l'agrandissement futur de l'aéroport international de Changi. Le comportement de déformation de l'argile marine sous les remblais de récupération a été modélisé par la méthode d'éléments finis (FEM) avec le logiciel de modélisation numérique Plaxis. Les analyses comprenaient la modélisation du comportement de consolidation de l'argile marine sous les remblais de récupération avec et sans drains verticaux préfabriqués. L'argile marine avec drains verticaux a été modélisée à la fois par cellule unitaire axisymétrique et par des méthodes d'analyse grandeur nature. L'argile marine qui n'a pas été traitée avec des drains verticaux préfabriqués a été modélisée au moyen d'analyses de grandeur nature. Des analyses numériques ont été effectuées dans deux endroits d'étude: les sites d'essai pilote et les sites d'essai in situ. Les sites d'essai sont composés de sous-zones traitées et non traitées par des drains verticaux, zones qui ont été récupérées et préchargées dans les mêmes conditions. Nous avons comparé les résultats des analyses FEM avec celles obtenues au moyen de méthodes observationnelles. La performance du drain vertical a été vérifiée pour le site d'essai in situ en utilisant la valeur de Ch venant d'une rétro-analyse par la méthode Asaoka et par FEM avec Plaxis.