computer program for simulation of wall construction sequence

Upload: turoy

Post on 05-Jul-2018

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    1/90

    us

     Army

     

    Corps 

    o f

     Engineers©  

    Engineer 

    Research

     

    and  

    Development Center

     

    Computer-Aided

     

    Structural

     

    Engineering

     Project

     

    User's

     Guide: 

    ompute r

     Program

     

    fo r

     

    Simulation

     

    o f

     

    Construct ion

     

    Sequence

     

    fo r Stiff Wall Systems with

     

    Multiple Levels  

    o f

     Anchors (CMULTIANC)

     

    William  

    P .

     

    Dawkins,

     Ralph

     W. 

    Strom,

     

    Robert

     

    M .

     

    Ebeling 

    August

     

    2003

    Approved  for public 

    release; 

    distribution

     

    is 

    unlimited.

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    2/90

    Computer-A ided  

    Structural

    RDC/iTL SR-03-1

     

    Eng ineer ing Project

    ugust

     

    2003

     

    User's

     

    Guide:

     

    omputer

     

    Program 

    fo r

     

    Simulation

     

    o f

     Construction

     Sequence 

    fo r 

    Stiff Wall Systems  

    with IVIultiple 

    Levels

     

    o f

     Anchors (CMULTIANC) 

    William P . 

    Dawkins

     

    5818 

    Benning

     

    Drive

     

    Houston, 

    TX 

    7096

     

    Ralph

     

    W.

     Strom  

    9474 

    S.

     E.

     

    Carnaby W ay

     

    Portland,

     OR 7266 

    Robert M . 

    Ebeling

     

    Information

     

    Technology

     

    Laboratory

     

    U.S.

     Army

     

    Engineer

     

    Research an d

     

    Development

     

    Center

     

    3909

     

    Halls

     

    Ferry Road

     

    Vicksburg,

     M S

     9180-6199

     

    Final 

    report

     

    Approved  for

     public release; 

    distribution

     

    is

     unlimited 

    Prepared

     for

     

    U.S. 

    Army

     

    Corps

     

    of

     Engineers  

    Washington,

     

    DC

      20314-1000

     

    Under

    ork

     

    Unit

     

    31589

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    3/90

    AB S T RACT :

     his report describes th e PC-based 

    computer

     program C M U L T I A N C , used to evaluate th e 

    effects

     

    of staged 

    construction

     activities i.e., 

    xcavation 

    nd 

    tieback

     

    post-tensioning) 

    on

     

    wall

     

    nd

     oil

     

    behavior. T he

     

    C M U L T I A N C simplified

     

    construction sequencing

     

    analysis is applicable

     to

     stiff  walls with a 

    single ro w or multiple rows of post-tensioned tieback anchors. Top-down construction is assumed in this 

    analysis procedure. 

    T he 

    retaining

     wall

     

    system

     is

     modeled using 

    beam

     on

     

    inelastic

     foundation

     methods 

    with

     

    elastoplastic 

    soil-

     

    pressure

     

    deformation

     

    urves R -y

     

    urves)

     

    used o

     

    epresent 

    he

     oil

     behavior.

     T he R -y

     

    urves

     

    re  

    developed

     

    within

     

    th e

     C M U L T I A N C

     program  

    in 

    accordance

     

    with  th e reference deflection

     method.

     T he

     

    retaining

     wall

     is

     

    analyzed

     on a 

    per-unit

     length ru n ofwall basis.

     One-dimensional

     

    finite

     

    elements

     

    ar e

     

    used

     

    to

     model th e retaining wall with closely spaced inelastic concentrated springs 

    to

     represent soil-to-structure 

    interactions on 

    both

     sides of th e wall. Discrete concentrated, elastoplastic springs ar e used 

    to

     represent th e 

    anchors. 

    For each 

    evel

     of excavation (associated

     

    with a

     particular

     tieback installation) C M U L T I A N C

     

    performs 

    three

     

    equential

     

    nalyses:

     a)

     

    taged xcavation

     

    nalysis to

     he 

    xcavation 

    evel

     needed

     or

     nchor

     

    installation) 

    to

     capture soil loading effects, 

    (b )

     R -y curve shifting 

    to

     capture plastic soil movement effects, 

    and

     

    (c )

     

    tieback

     

    installation

     

    analysis

     

    to

     

    capture

     

    tieback

     

    anchor

     

    prestressing

     

    effects.

     R -y

     

    curves

     

    are

     

    shifted

     

    to capture th e plastic movement that takes place

     

    in th e

     

    soils

     as  th e wall displaces toward th e excavation

     

    fo r

     those conditions

     

    where 

    actual wall

     computed displacements

     

    exceed  

    active 

    computed displacements.

     

    R -y  curve hifting s necessary

     

    to

     

    properly apture oi l eloading effects s  tieback nchors re post- 

    tensioned

     and th e wall 

    is

     

    pulled

     

    back

     into 

    th e

     

    retained

     

    soil.

     

    D I S C L A I M E R : 

    h e contents 

    of 

    this report

     

    are  

    not 

    to

     

    b e

     used 

    fo r

     advert i s ing, publ ica t ion, or promot iona l pu rposes . 

    Citat ion

     of 

    t rade

     

    n a m e s

     does n ot constitute  

    an

     

    official

     endorsement or approval of th e use of such c ommerc i a l products .  

    A ll

     product 

    n a m e s 

    an d t rademarks

     cited

     

    are  

    th e property  of

     

    thei r respect ive 

    o wn e rs . h e f ind ings 

    of this report are  

    n o t

     

    to  b e construed as an 

    official

     Depa r tment of th e A r m y posi t ion unless so  designated  by oth e r authorized 

    d o cume n t s .

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    4/90

    Contents

     

    C o n v er s io n Factors , Non-SI to

     

    SI Unit s

     of 

    M e as u re m e nt v ii

     

    Preface

    ii

     

    1—Background  o n T i e b ack Retaining 

    Wall

     

    Systems

    1.1

     

    es ign 

    of

     

    Flexible

     Tieback Wall

     Systems. . . . . .

    1.2

     

    De s i gn

     of 

    Stiff

     

    Tieback

     

    Wall

     Systems

    1.2.1 

    dent i fy ing

     stiff w al l 

    sys tems

    1.2.2 Tieback w al l pe r fo rm ance

     object ives

    1.2.3 

    rogress ive 

    des ign 

    of t i eback w al l 

    sys tems 

    1.3

     IGID

     

    Method

    1.4 R I G I D

     

    2

     

    M e t h o d 0

     

    1.5 W IN K L E R   M e t h o d 0

     

    1.6

     W IN K L E R  

    2

     M e t h od

    1.7

     

    NLFEM M e t h od 2

     

    1.8 Factors

     

    Affect ing

     Analys is M e t h o d s

     an d

     Resul t s

     

    2

     

    1.8.1 verexcavat ion

    1.8.2

     

    round

     

    anch or

     pre loading

    1.9

     

    Cons t ruct ion

     

    Lo n g - T er m ,

     

    Cons t ruct ion

     

    Shor t -Term,

     

    an d

     Pos tcons t ruct ion 

    Condi t ions

    3

     

    1.10

     

    ons t ruct ion-Sequencing

     An a l y ses 4

     

    2 — C o m p u t e r 

    Program C M U L T I A N C 6

     

    2.1 nt roduct ion

    2 .2 Discla imer

    6

     

    2.3 

    ystem  

    Overview

    6

     

    2 .4 A nch ors  ̂

    2 .5 xcavat ion 

    Elevat ions

    7

     

    2 .6 o il  Profi le

    2.6.1

     n it  weights

    8

     

    2.6 .2

     

    t rength  

    proper t i es

    8

     

    2 .7

     Water

    2 .8 Vertical

     

    Surcharge

     Lo a d s 9

     

    2 .9 Limi t ing

     

    Soil 

    an d

     Water 

    Pressures 9

     

    2.10 Calcu lat ion

     

    Points 9

     

    2.11 ctive and Pass ive 

    Pressures

    0

     

    2.11.1 ndrained 

    ( cohes ive)

     soils 0

     

    2.11.2

     Dra i ne d 

    ( cohes ion less)

     soils

    0

     

    2.11.3 ressure

     

    coefficients 0

     

    III

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    5/90

    2.11.4

     

    Profiles

     with 

    interspersed

     

    undra ined

     and 

    dra ined

     layers 2 

    2.11.5 ressures

     

    d ue 

    to

     surcharge

     

    loads

    2.12 Water 

    Pressures

    2

     

    2.13 Nonlinear Soil 

    an d

     A n c h o r 

    Spr ings

    2

     

    2.14 

    Displacements 

    at Limit ing Forces 4

     

    2.15

     

    hifted

     

    Soil

     

    Spring

     

    Curves

    2.16

     

    A n c h o r Spr ings 5

     

    2.17

     

    Finite

     Element

     M o d e l

    2.17.1 

    ypica l

     

    e l em en t 8

     

    2.17.2 

    ypica l

     

    n o d e

    9

     

    2.18 xterna l

     

    Suppor t s

    2.19 M e t h o d 

    of

     Solut ion 9

     

    2 .20

     

    tabil i ty

     of 

    Solut ion 0

     

    2.21

     om pu t e r Program

    2 .22

     

    n p u t D a t a Files

    2.23 utpu t Dat a File

    '

      ^3 1 

    2 .24 

    Graphics

    2

     

    2.25

     

    onstruction

     

    Sequence

     

    Simula t ion

    2

     

    2.25 .1 npu t

     data

    2 .25 .2 tage

     

    1 : nitial

     

    cond i t ions

    2.25 .3 

    tage 2 :

     

    olut ion

     fo r

     init ial

     

    cond i t ions

     

    3

     

    2 .25 .4 tage

     

    3: hift 

    of SSI 

    curves

    . 33  

    2 .25 .5

     tage

     4:

     

    olut ion 

    w ^ i t h  

    shif ted

     SSI

     curves 3

     

    2 .25 .6 tage

     

    5: o p

     

    a n c ho r instal lat ion 3

     

    2 .25 .7 tage

     

    6: xcavat ion

    2 .25 .8 ubsequent stages 3

     

    2 .26

     

    Unit s

     

    a nd

     Sign 

    C o n v en t io n s 4

     

    3 — E x a m p l e

     

    Solut ions 5

     

    3. 1

     

    nt roduct ion

    5

     

    3.2

     ole tanche Wall

    ' ZZZ ''Z 35 

    3 .3

     

    onnevi l le

     T y p e Wall

    1... .'... . 46  

    3 .4 

    CacoiloWall

    .m.'. . .50 

    References 5

     

    Ap p en d ix 

    A :

     uide

     fo r 

    D a t a Input l

     

    A.l nt roduct ion l

     

    A . 1.1

     

    ource 

    of

     input

    A .

     1.2

     Dat a

     edit ing

    A.1.3

     

    npu t

     data file genera t ion

    A .

     1.4 ec t ions

     of 

    input

    A.l.5

     

    redef ined

     

    data

     

    file 2

     

    A .2 

    ead ing

    3  

    A .3 Wall

     

    S eg m en t

     D a t a 3

     

    A .4 Anchor Data

    3  

    A .5

     oil  

    Profile

     

    D a t a

    4

     

    A .6 

    nit ial 

    Water 

    D a t a

    A .7 

    Right -S ide

     

    Surface

     

    Surcharge

     

    D a t a

    6

     

    A .8 xcavat ion Data

    l

    O

     

    A .9 Wall

     

    Bottom  Condi t ions

    l

     1

     

    I V  

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    6/90

    A.IO Terminat ion ll

     

    A ppe nd i x B: bbreviated Input Guide l

     

    SF298

     

    List of F ig ures

    Figure

     1-1.  Defini t ion of span 

    length

     Z ,

    Figure

     

    2-1.

      Schemat ic of

     

    wall/soi l 

    sys tem

    7

     

    Figure 

    2-2 .

     

    Log-spi ra l

     pass ive 

    pressure 

    coefficients

     

    (after

     

    De par t m e n t

     

    of th e

     Navy

     1982) 1 

    Figure

     2-3. ressure 

    calculat ions

     

    for surcharge

     

    loads

     

    3

     

    Figure

     

    2-4.

     

    ater

     

    pressures

    4

     

    Figure

     

    2-5 .

     

    onlinear 

    soil 

    spr ings 4

     

    Figure 

    2-6 .

     

    oncent rated

     

    soil

     spr ings

    Figure 

    2-7 .

     hifted

     SSI soil 

    spr ings 6

     

    Figure

     2-8 . 

    onlinear a n c ho r spr ing 6

     

    Figure 

    2-9 . 

    inite e l em en t

     

    m o d e l 8

     

    Figure 

    2-10. 

    ypica l e l em en t

    Figure

     

    2-11.

     

    ypical

     

    node

    9

     

    Figure

     3-1.

     

    ole tanche wa l l

    Figure

     3-2.

     

    nput file

     

    fo r

     Soletanche 

    w al l 6 

    Figure

     3-3. 

    choprint 

    of 

    input data 

    fo r

     Soletanche wall 7

     

    Figure

     

    3-4 .

     

    nit ial l imit 

    pressures

     for Soletanche wall 

    Figure

     3-5. 

    nit ial

     SSI curves 

    for Soletanche wa l l 

    Figure

     3-6. 

    esul ts for

     

    init ial cond i t ions

     

    for Soletanche 

    w al l 

    0

     

    Figure

     

    3-7.

     

    hifted SSI

     

    curves 

    for

     

    Soletanche

     

    wa l l

     

    1

     

    Figure

     

    3

     

    -8 .  S u m m a r y 

    of 

    resul ts

     

    after anchor lock-off

     

    load 

    fo r 

    Soletanche

     w al l 2

     

    Figure

     3-9.

      S u m m a r y  

    of

     resul ts

     

    fo r anch or spring replacing lock-off

     

    load fo r

     Soletanche

     wall 3 

    Figure 

    3-10.

      Lim i t pressures 

    after

     

    excavat ion  

    to  eleva t ion

     -30 fo r 

    Soletanche wa l l 4

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    7/90

    Figure

     

    3-11. 

    eft-side

     SSI

     curves after 

    excavat ion

     to  

    eleva t ion

     -30

     

    fo r

     Soletanche 

    wal l 4 

    Figure

     3-12. 

    u m m a r y 

    of 

    resul ts

     

    after excavat ion

     

    to

     

    elevat ion  

    -30 fo r 

    Soletanche wa l l 5

     

    Figure 3-13.

     

    a x im a s u m m a r y

     

    fo r

     

    Soletanche

     

    wa l l

     

    6

     

    Figure

     3-14.

     

    onnevi l le

     type wa l l

     

    s imula t ion

    Figure

     

    3-15.

     

    n p u t file

     

    for 

    Bonnevil le

     wa l l 7

     

    Figure

     

    3-16.

     

    choprint 

    of

     input data fo r Bonnevi l l e wal l

     

    8

     

    Figure

     3-17. ax i m a

     s u m m a r y 

    fo r

     Bonnevi l l e 

    wal l 

    0

     

    Figure

     

    3-18 .

     

    acoilowall 0

     

    Figure

     

    3-19.

     

    n p u t file

     

    fo r Cacoi lo wa l l

    Figure 3-20 .

     

    choprint

     of

     

    input

     

    data

     

    fo r

     

    Cacoi lo

     

    wa l l

     

    2

     

    Figure

     

    3-21.

     

    nit ial

     water and 

    soil

     l imit pressures fo r initial 

    cond i t ions

     

    4

     

    Figure

     3 - 2 2 . ax i m a 

    s u m m a r y 

    fo r 

    Cacoi lo 

    wal l 5 

    List

     o f

     

    Tables

     

    T a b l e

     1-1. 

    Table

     1-2. 

    Table

     1-3. 

    T a b l e 

    1-4. 

    T a b l e

     1-5.

     

    Table

     2-1.

     

    T a b l e 

    2-2 . 

    Stiffness

     

    Categor iza t ion

     of

     

    Focus Wall Systems

     

    (Strom

     

    and Ebel ing 2001)

    Genera l

     Stiffness Quantificat ion  fo r 

    F o c u s

     

    Wall

     

    Systems

     

    (Strom

     

    and Ebel ing  2001)

    D es ig n

     

    and Analys is T o o l s for 

    Flexible

     Wall

     

    Systems

     

    (Ebel ing

     

    et

     al . 2 0 0 2 )

    D es ig n

     

    an d Analys is T o o l s

     fo r

     

    Stiff 

    Wall Systems

     

    (Strom and

     

    Ebel ing  2 0 0 2 )

    S u m m a r y of

     

    R -y C u r v e

     

    Const ruc t ion M e t h o d s

     

    (Strom

     

    and 

    Ebel ing  2001)

    R ef e r en c e

     Displacements 5

     

    Unit s

     

    and

     

    Sign 

    C o n v en t io n s

    V I 

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    8/90

    Convers ion Factors, Non-SI

     

    to 

    SI Units o f 

    Measurement

     

    Non-SI

     units of

    measurement

     

    used

     

    in

     

    this

     

    report

     can be 

    converted

     to 

    SI

     

    units

     

    using th e

     

    following

     factors. 

    Multiply   By 

    To  Obtain  

    feet 

    0.3048 

    meters  

    Inches 

    0.0254 

    meters 

    kip-feet 

    1,355.8181 

    newton-meters 

    kips

     

    pe r

     square foot 

    47.88026 

    kilopascals 

    pounds

     

    (force)

     

    4.448222 

    newtons 

    pounds (force) per square 

    foot

     

    47.88026 

    pascals 

    pourids (force) pe r square inch 

    0.006894757 

    megapascals  

    pounds (mass) 

    0.4535924  

    kilograms 

    pounds (mass) per

    cubic

     foot 

    16.01846

     

    kilograms

     pe r cubic 

    meter

     

    square 

    inches

     

    0.00064516 

    square meters 

    tons 

    pe r

     square foot 

    9,764.856 

    kilograms pe r square meter 

    VII

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    9/90

    Preface

     

    T hi s repor t descr ibes

     th e 

    sof tware program

     

    C M U L T I A N C ,

     

    n ewl y developed

     

    to

     

    simulate

     

    th e

     

    simplif ied  construction

     

    sequence

     

    m et ho d

     of 

    analys is

     

    of a stiff,

     

    t ieback 

    wal l 

    with mult iple

     

    levels

     of prestressed

     anchors

     

    ( a s su m in g t o p - d o wn

     

    construct ion).

     

    Funding fo r this 

    research

     w as provided 

    by

     th e C om pu t e r -A i d e d

     

    Structural 

    Engineer ing

     

    R esea r c h

     

    Program

     

    sponsored

     b y 

    Headquar ters ,

     U . S .

     

    A r m y

     

    C o r p s of

     

    Engineers

     

    ( H QUS AC E ) ,

     as

     par t 

    of th e 

    Infrastructure  

    T e ch no l ogy 

    Research a nd

     

    De v e l opm e nt

     

    Program.

     

    M s.

     

    Y a zm in

     

    Seda-Sanabr ia ,

     

    Geotechnica l

     

    and 

    Structures

     Laboratory  (GSL), 

    Vicksburg ,

     M S, U.S.

     

    A r m y

     Engineer 

    R esea r c h

     

    and De v e l opm e nt

     C en t e r ( E R D C ) , w as 

    Program

     M a n a g er .

     T h e 

    s tudy 

    w as 

    conducted  u nd e r Work Un i t 3 1 5 8 9 ,

     

    C om pu t e r -A i d e d

     

    Structural

     

    Engineer ing

     

    (CASE) , for whic h 

    D r.  

    R o b er t

     L .

     

    Hall, G S L , is 

    Prob lem

     A re a Leader and

     

    M r.  Chris 

    Merril l ,

     Chief , 

    C o m p u t a t io n a l

     

    Science

     and

     Engineer ing

     

    Branch,

     

    Informat ion 

    T e ch no l ogy

     

    Laboratory

     ( ITL) ,

     

    E R D C ,

     is

     Princ ipa l

     

    Invest igator. T h e

     

    H Q U S A C E T ec hn ic a l Monitor 

    is M s. 

    An j a n a

     

    Chudgar ,

     

    C E C W - E D .

     

    T hi s

     

    report w as

     

    prepared  

    b y 

    D r.  

    Will iam 

    P. 

    D a wk in s ,

     

    Houston ,

     T X; 

    M r.  

    Ralph W. Strom,

     

    Por t l and ,

     O R ; 

    a n d 

    D r.

     R o b er t 

    M . 

    Ebel ing,

     Engineer ing 

    and

     

    Informat ic

     

    Systems

     

    Divis ion

     

    (EISD),

     

    I T L .

     

    D r.  Ebel ing  w as th e

     

    au thor of

     

    th e

     

    scope 

    of

     

    w o r k

     

    fo r

     this

     

    research . T h e research

     

    w a s conducted

     

    u nd e r

     

    th e direct

     

    superv is ion 

    of D r.

     Char les

     R . 

    Welch,

     Chief , 

    EISD;

     and D r. Jeffery

     

    P. 

    Holland,

     

    Direc tor ,

     ITL. 

    C o m m a n d e r an d 

    Execut ive

     Director

     

    of

     

    E R D C

     w as 

    C O L John 

    W. 

    M o r r i s

     III, 

    EN . Director 

    w as

     D r. 

    J a m es

     

    R .

     

    Houston .

     

    VIII

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    10/90

    1

      Background

     

    on

     Tieback

     

    Retaining Wall Systems  

    T hi s report descr ibes th e personal com pu t e r ( P C )

     

    -based com pu t e r program

     

    C M U L T I A N C ,

     used  

    to

     simulate th e

     

    s impl i f ied

     cons t ruct ion 

    seq u en c e

     m e t h od of

     

    analys is 

    of 

    stiff t i eback 

    wal l .

     T o p - d o w n

     

    cons t ruct ion

     

    is 

    a s su m ed in  this analysis

     

    procedure .

     

    T h e

     user's guide

     

    to  

    C M U L T I A N C 

    is 

    given

     

    in  

    C h ap t e r 

    2.

     

    T hi s chapte r serves 

    as 

    an in t roduct ion to  th e categorizat ion an d  

    analys i s of 

    flexible an d  stiff t ie-

     

    back retaining  wall sys tems

     

    involv ing

     th e use 

    of 

    pres t ressed anchors .

     

    T h e mul t i -

     

    anch ore d

     

    t i eback

     earth 

    retaining

     

    w al l sys tems

     used

     by 

    th e 

    U . S .

     Army C o r p s

     of 

    Engineers are  classif ied  

    as 

    ei ther  flexible or  rigid accord ing 

    to  

    Strom  an d

     

    Ebeling

     

    (2001,

     

    2 0 0 2 )

     

    and 

    Ebeling

     e t al.

     

    (2002) . T he

     categorizat ion

     of

     a

     t i eback

     

    wall as

     

    be ing

     

    ei ther 

    f lexible 

    or rigid is used

     

    fo r convenience  in

     

    de te rmining th e 

    appropria te

     analys is

     and/or

     des ign

     

    procedure

     associated with

     

    a

    particular 

    type  

    (i.e., 

    ca tegory)

     of

     wall .

     

    1 .1

     

    esign

     

    of

     

    Flexible

     

    Tieback

     W all

     

    Systems

     

    T h e

     

    equivalent

     beam 

    on

     rigid 

    support

     

    m e t h od

     

    of 

    analys is 

    us ing

     

    apparent  

    ear th-pressure

     

    envelopes

     

    is

     

    m o s t often th e

     

    des ign m e t h od 

    of 

    choice , primari ly

     

    because of it s 

    ex p ed ien c y

     in  

    th e

     pract i cal des ign of

     

    t i eback wa l l sys tems.

     

    T hi s

     

    m e t h od  provides 

    th e

     

    m o s t

     rel iable 

    solut ion

     for  

    flexible 

    w al l sys tems,

     

    i.e., 

    so ld ier

     

    beam-lagging

     sys tems

     

    an d sheet-pile 

    wall

     sys tems,

     since

     

    fo r 

    these types

     of 

    sys tems

     a

     s ign if ican t

     redis tribution

     

    of 

    earth

     pressures 

    occurs behind

     

    th e wal l .

     Soil 

    arching ,

     

    s t ress ing of

     

    g r o u n d anchors ,

     

    cons t ruct ion-sequencing effects,

     

    and

     

    l agging

     

    flexibility

     

    a ll

     

    cause 

    th e

     earth pressures behind 

    f lexible wal l s 

    to

     

    redis tribute to ,

     

    an d

     

    concent ra te 

    at,

     

    anch or

     suppor t

     

    loca t ions

     

    ( F H W A- R D - 9 8 - 0 6 6 ) .

     

    T hi s redis tribution ef fec t in f lexible 

    w al l 

    sys tems

     canno t

     b e 

    captured

     by

     

    equivalent beam on rigid suppor t 

    m et ho d s

     o r by beam o n inelast ic foundat ion

     

    analys is m et ho d s 

    w h e re th e

     act ive

     

    an d

     

    pass ive

     

    l imi t states

     are

     

    def ined

     in

     

    t e rms 

    of 

    R a n k in e

     or 

    C o u l o m b

     

    coefficients.

     Full-scale

     

    w al l

     

    tes ts on

     f lexible wall sys tems

     

    ( F H W A -R D-9 8 -0 6 6 )

     

    ind ica ted

     that th e act ive earth  pressure  used  to  

    def ine

     th e

     

    minimxmi

     

    load 

    assoc ia ted

     with th e

     

    so i l

     springs

     

    behind 

    th e

     w al l 

    had

     

    to

     be

     

    reduced  

    b y

     5 0

     percent 

    to

     m a t c h 

    measured  

    behav ior . 

    Since

     th e

     

    apparen t 

    earth-pressure  

    d iagrams  used 

    in

     equivalent beam on rigid 

    support

     analyses wer e

     

    deve loped fi-om

     

    measured  loads ,

     

    an d

     

    thus

     

    inc lude 

    th e

     

    effects of soil arching ,

     

    stressing  of

     

    g r o u n d

     

    anchors ,

     cons t ruct ion-sequencing 

    effects,

     

    an d

     l agging 

    f lexibil i ty ,

     they 

    prov ide

     

    Chapter

     1   Background on Tieback Retaining Wall Systems 

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    11/90

    better

     indicat ion

     of 

    th e

     

    strength 

    pe r fo rm ance

     

    of 

    f lexible 

    t ieback

     wal l

     

    sys tems.

     

    T hi s

     

    is n ot th e

     

    case fo r

     

    *ftj5^wall

     

    sys tems,

     

    ho wev er ,

     

    and

     

    in

     

    fac t th e

     

    d iagrams

     

    are

     

    appl icab le

     only

     

    to

     those f lexible wa l l

     

    sys tems

     

    in 

    w h i c h

     

     verexcavat ion to

     facil i tate

     

    ground 

    anch or

     instal lat ion

     does

     n ot 

    occur.  

     

    rou nd

     

    anch or

     

    pre loading

     

    is

     compat ib le

     

    with act ive

     

    l imit

     

    state

     

    cond i t ions .

     

    • he water table

     

    is be low  th e base

     

    of 

    th e

     wall .

     

    T he 

    des ign

     of f lexible wal l 

    sys tems

     is

     

    i l lustrated

     in Ebeling

     

    et

     

    al .

     

    (2002) . 

    1 .2 

    esign o f 

    Stiff

     

    Tieback

     Wall Systems  

    Cons t ruct ion-sequencing 

    analyses are

     

    impor tan t

     in

     

    th e

     evalua t ion 

    of 

    stiff

     

    t ieback

     wal l sys tems,

     

    since fo r such 

    sys tems

     th e t emporary  

    construct ion

     

    stages

     

    are often

     

    m o r e d em a n d in g

     

    than

     

    th e

     

    f inal

     

    pe rm ane n t

     

    loading

     

    cond i t ion

     

    (Kerr

     a n d

     

    T a m a r o

     1990) . 

    T hi s

     

    m ay 

    also

     

    b e

     true

     fo r

     f lexible wa l l

     

    sy s t em s wher e

     

    s ign if ican t

     

    overexcavat ion occurs

     

    an d

     

    fo r f lexible wa l l

     

    sys tems

     

    sub jec t to  

    a n c ho r

     pres t ress

     

    loads producing 

    soil

     

    pressures

     

    in  

    ex c es s

     of

     

    act ive

     

    l imi t

     state condit ions.

     

    T he

     

    purpose of th e 

    ex a m p l e p r o b l em s

     

    conta ined here in

     is to  

    i l lustrate 

    th e

     use of

     

    cons t ruct ion-sequencing analys is

     

    fo r th e

     

    des ign

     of 

    stiff

     

    t ieback wal l

     

    sys tems.

     

    Al t ho u g h

     

    m a n y

     

    types

     of

     

    cons t ruct ion-sequencing 

    analyses

     

    ha v e

     

    b een

     

    used

     in 

    th e

     

    des ign

     of

     

    t ieback 

    wal l

     

    sys tems,

     

    only

     three 

    types

     of

     

    cons t ruct ion-sequencing

     

    analyses

     are

     

    demons t ra ted 

    in 

    th e 

    ex a m p l e prob lems.

     

    T h e three

     

    const ruc t ion-

     

    sequencing

     

    analyses

     

    chosen  

    fo r

     th e

     

    ex a m p l e p r o b l em s

     

    are

     

    ones

     

    considered 

    to

     b e

     

    th e m o s t 

    promis ing

     

    fo r th e des ign

     

    and 

    evalua t ion

     of

     C o r p s

     

    t i eback wal l

     

    sys tems:

     

     

    quiva len t

     

    b ea m

     

    on

     

    r igid suppor t s

     

    by

     

    c lass ica l m et ho d s

     

    ( ident if ied

     

    as

     

    th e

     

    RIGID

     

    2

     

    m et ho d by

     

    Strom  and 

    Ebeling

     2002) .

     

    • 

    ea m  

    on 

    inelast ic

     

    foundat ion m et ho d s using 

    elastoplast ic 

    so i l -p ressure

     

    deformat ion

     curves

     

    (R-y 

    curves) 

    that

     a c c o u n t 

    fo r 

    plast ic

     

    (nonrecoverab le)

     

    m o v em en t s

     ( identi fied

     

    as

     th e 

    W IN K L E R   m e t h od

     b y

     

    Strom and 

    Ebel ing

     2002) .

     

    • 

    eam

     on 

    inelast ic foundat ion m et ho d s

     

    using elastoplast ic

     

    soil -pressure

     

    deformat ion

     

    curves

     

    (R-y 

    curves)

     fo r th e

     

    resist ing

     

    side

     

    only with 

    c lass ica l

     

    soil

     pressures

     

    appl ied 

    on th e 

    dr iv ing

     

    side 

    ( ident if ied

     as th e W IN K L E R  

    2

     

    m e t h od 

    b y

     Strom  and 

    Ebel ing

     2002) .

     

    T h e

     

    resul ts from

     

    these

     

    three 

    cons t ruct ion-sequencing

     

    m et ho d s are

     

    com pare d

     

    in

     

    Strom  and 

    Ebel ing

     (2002) 

    with

     

    th e

     resul ts obtained fi-om th e 

    equiva len t

     beam

     

    on 

    r igid

     

    suppor t m et ho d using

     apparent

     

    pressure  

    load ing

     

    ( ident if ied  here in 

    as

     th e

     

    R I G I D

     

    method) . Recal l

     

    that 

    apparent

     earth

     

    pressures

     a re an 

    envelope of

     

    m a x i -

     

    m u m  past pressures

     

    encountered

     

    ov e r a ll

     

    stages

     

    of

     

    excavat ion .

     

    T h e resul ts

     

    are

     

    also 

    c o m p a r ed

     with f ield 

    m ea su r em en t s

     an d finite 

    e l em en t

     

    analyses

     in  Strom  and

     

    Ebeling 

    (2002) .

     

    Chapter

     

    1

     

    Background

     

    on

     

    Tieback

     

    Retaining

     

    Wall

     

    Systems

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    12/90

    1 .2 .1

     

    dentifying

     stiff wall 

    systems

     

    Five focus 

    w al l

     sys tems 

    w e re

     

    identi fied

     a nd 

    descr ibed

     in  detail 

    in  

    Strom  and

     

    Ebel ing (2001):

     

     

    ert ical

     

    sheet-pile

     

    sys tem  with wa l es

     

    and  post-tensioned t i eback anchors .

     

     

    oldier  b e am  sys tem  with  w o o d or reinforced 

    concre te

     l agging a n d pos t -

     

    tensioned tieback anchors .

     

    For th e w o o d l agging sys tem, 

    a

     pe rm ane n t

     

    concre te 

    fac ing

     

    sys tem  is required .

     

    • e can t

     

    cyUnder

     

    pile

     

    system

     

    with

     pos t - tens ioned t i eback anchors .

     

    • ont inuous

     re inforced concre te

     

    slurry 

    w al l system

     

    with

     post-tensioned

     

    tieback anchors .

     

     

    i screte 

    concre te

     

    slurry

     w al l 

    sys tem

     (soldier

     b e a m s

     with 

    concre te

     

    l agging)

     

    with  

    pos t - tens ioned t i eback anchors .

     

    D ef o r m a t io n s an d

     

    wa l l

     

    m o v em en t s in

     

    excavat ions are a

     

    funct ion

     of

     

    soil

     

    strength a nd wa l l

     

    st iffness, with 

    w al l 

    st iffness

     a

     

    function

     

    of 

    structural rigidity 

    El 

    of 

    th e w al l

     

    an d  th e vert ical

     

    spac ing

     

    of 

    a n c ho r s L. Soil

     

    st iffness

     

    correlates to

     

    soil

     

    strength; 

    therefore ,

     

    soil 

    strength 

    is

     often

     used in

     

    lieu of soil 

    st iffness 

    to  

    charac-

     

    terize 

    th e 

    in f luence of

     

    th e

     soil on

     wa l l d isp lacements .

     Steel 

    sheet-pile

     

    an d 

    steel 

    so ld ier 

    b e a m s

     with timber l agging

     

    sys tems are  cons idered 

    to

     b e f lexible tieback

     

    w al l sys tems. Secant 

    cyUnder

     pile,

     

    cont inuous

     

    concre te

     

    slurry wal l ,

     

    and discrete

     

    concre te

     

    slurry

     

    wa l l

     sys tems are  

    considered

     to b e stiff

     

    t i eback w al l

     

    sys tems.

     

    T h e

     

    effect 

    of 

    wall

     

    st iffness

     on

    wall d isp lacements

     

    an d 

    earth  

    pressures

     is descr ibed

     

    in  

    X ant h akos 

    (1991)

     

    an d 

    in

     F H W A- R D - 8 1 - 1 5 0 .

     

    In  th e F H W A  report ,

     

    it 

    is 

    ind icated

     

    that 

    C l o u g h

     

    a nd

     T su i

     

    (1974)

     

    sho wed , by finite e lement analyses , that w al l

     

    an d

     

    so i l

     

    m o v em en t s

     

    could

     b e reduced  by

     increas ing

     wall rigidi ty

     an d

     tieback 

    stiffiiess.

     

    None

     

    of

     

    th e

     

    reduct ions

     

    in

     

    m o v em en t s

     

    w e re

     

    proport ional

     

    to

     

    th e

     

    increased

     

    stiffiiess,

     ho wev er .

     

    For

     

    example ,

     an

     increase 

    in

     wa l l rigidity 

    of 32

     t imes

     

    reduced

     th e m o v em en t s by a factor 

    of 

    2 .

     

    Lik ewise ,

     

    an increase

     in

     th e t i eback

     

    stiffiiess by 

    a

     factor of 10 caused 

    a

     

    5 0

     percent reduct ion in  

    m o v em en t s .

     

    O t h e r inves t iga tors ha v e

     

    also

     

    s tud ied th e ef fec t 

    of support

     st iffness

     fo r

     c lays

     

    (a s

     

    reported

     

    in

    F H W A - R D - 7 5 - 1 2 8 ) .

     

    T h e y def ined

     

    sys tem 

    st iffness

     

    by

     

    EIIL'^, 

    w h e r e 

    El

     

    is 

    th e

     stiffiiess of

     th e wa l l

     

    and  

    L

     

    is

     th e

     

    d is tance b e t w e e n

     

    suppor t s

     

    (F igure 1-1).

     

    T h e m ea su r e

     

    of

     

    w al l

     

    st iffness is

     

    def ined 

    as a

     variat ion  on th e

     

    inverse

     of 

    Rowe's

     

    f lexibil i ty

     n u m b e r fo r wal l s ,

     

    an d

     is thus expressed by 

    EIIL^, 

    w h e r e

     L is

     

    th e vert ical

     d is tance

     b e t w e e n tw o 

    r o ws

     of anchors . 

    Wall

     

    st iffness

     

    refers not only to  th e

     

    structural rigidi ty der ived f rom  th e elast ic m o d u l u s

     

    an d  th e

     

    m o m e n t

     of inert ia , but also 

    to

     

    th e

     vert ical

     

    spac ing of suppor t s

     

    (i n this

     

    case

     

    anchors) .

     

    It

     

    is

     

    suggested

     by 

    Figure

     

    9-106

     

    in

     F H W A -R D-7 5 -1 2 8

     that ,

     

    for

     stiff

     

    c lays with 

    a

     

    stabil i ty

     n u m b e r 

    Y///5„

     equal to  or less than 3,

     

    a

     

    sys tem

     

    st iffness

     

    EIIL^

     

    of 10 o r 

    m o r e 

    w ou l d  

    keep

     

    soil

     

    displacement

     equal 

    to

     

    o r 

    less 

    than  in.' '^  

    H o wev er ,

     other 

    factors,

     

    such 

    as

     pres t ress level ,

     overexcavat ion, 

    an d factors

     of 

    '

     

    t this t ime, th e aut hors of this repor t r e c o m m e n d  that , 

    when

     t ieback  w a l l system  d isp lacement s  

    a re

     th e 

    quantity

     

    of in t e res t

     

    (i.e., s t r ingent

     

    d isp lacement

     control

     

    design) , 

    they

     should

     

    b e 

    estimated by

     

    nonlinear finite e lement -so i l st ructure interact ion  ( N L F E M ) analysis .  

    ^  table of factors 

    fo r 

    conver t ing non-S I 

    units

     of m e a s u r e m e n t t o SI

     units

     is

     

    presented

     

    on page 

    vii. 

    Chapter

     

    1

     

    Background

     on 

    Tieback

     Retaining  

    Wall 

    Systems 

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    13/90

    s\vs\vs\

     

    k^^V^V^S sV^\\\ 

    Ground anchor (typ) 

    Figure

     

    1-1.

     

    efinition

     

    of

     

    span length 

    L

     

    safety,

     also

     

    influence

     

    displacement. Data

     in 

    this

     

    figure

     

    clearly

     

    indicate

     

    that

     

    stiff

     

    wall systems in stiff  clays will displace less than flexible wall systems in soft 

    clays. 

    Table 

    1 - 1  categorizes flexible and  stiff  

    wall

     systems with respect to th e 

    focus wall systems of th e Strom and Ebeling (2001) report. 

    Table 

    1 -1

     

    Stimiess Categorization of

     

    Focus Wall Systems (Strom  an d

     

    Ebel ing

     

    2001 )

     

    Focus 

    Tieback

     

    Wall 

    System Descript ion  

    Wall Sti ffness Cateqorv

     

    1  

    Flexible

     

    stiff

     

    Vertical

     sheet-pile  

    system

     

    V

     

    Soldier beam

     

    system

     

    V

     

    Secant cylinder pile 

    V  

    Continuous reinforced  

    concrete

     sluny

     wall

     

    system

     

    V

     

    Discrete

     concrete slurry

     

    wall

     system

     

    V  

    Using th e approach ofFHWA-RD-75-128, th e wall stiffness ca n be quanti- 

    fied in terms of th e flexural stiffness El per

     

    foot ru n ofwall and in terms of th e 

    relative flexural stiffness E I / L ' * . This 

    information

     

    is

     presented in 

    Table

     

    1-2

     fo r th e 

    focus wall systems of th e Strom 

    an d

     Ebeling (2001) 

    report.

     T he relative flexural 

    stiffness in  th e table 

    is

     based on a span length 

    L,

     i.e., a vertical 

    anchor

     spacing of 

    10

     

    ft.

     

    It should be 

    recognized

     from  these stiffness 

    calculations

     

    that

     a secant

    pile

     

    system

     

    with 

    L equal 

    to

     

    28.5 ft would produce

     

    a

     

    flexural stiffness value of^//Z,

    equal 

    to

     that for th e vertical sheet-pile wall system with L equal 

    to

     

    10

     ft. There- 

    fore, it 

    is

     possible, by  spacing anchors at close intervals, to obtain a stiff  wall 

    system

     

    using

     flexible sheetpiling or , vice versa, 

    to

     

    obtain

     

    a

     

    flexible

     wall 

    system

     

    using secant piles with widely spaced anchors. 

    Chapter

     

    1

     

    Background

     

    on

     

    Tieback

     

    Retaining

     

    Wall

     

    Systems

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    14/90

    Table

     

    1 -2

     

    Genera l Stif fness Quantif ication 

    fo r

     Focus Wall 

    Systems

     (Strom

     

    and 

    Ebel inq

     

    2001 )

     

    Waif Sti ffness 

    Wall

     System

     

    El

     

    k-ft^/ftx10* 

    EIIL*

     

    ksf/fl 

    Flexible

     

    Vertical 

    sheet-pile 

    system

     

    0. 3

     to

     5. 0 

    3.7^

     

    Soldier beam system  

    0.1

     

    to 4. 0 

    1.5^ 

    Stiff 

    Secant 

    cylinder

     pile 

    8. 0 to 250.0 

    239.8  ̂

     

    Continuous 

    reinforced

     concrete slun^

     wall

     

    30.0

     

    to

     

    150.0  123.1

     

    Discrete concrete 

    slun^

     wall 

    35.0 to  

    160.0

     

    92.3 =  

    Relative

     stiffness 

    based

     

    on

     

    P Z 

    27  sheetpiling.

     P er Olmsted Prototype 

    Wall. 

    ^  Relative stiffness 

    based

     

    on

     HP12x53 

    soldier

     beams 

    spaced

     at 8. 0 ft 

    on

     

    center

     (OC).

     

    P er

     

    FHWA-

     

    RD-97-130  design example. 

    ^

     

    Relative stiffness based 

    on

     5.0-ft-diam  caisson piles spaced at 7. 0 ft OC . P er Monongahela 

    River

    Locl

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    15/90

    r ec o m m en d a t io n s

     of F H W A -R D-9 7 -1 3 0 . 

    Trapezoida l

     

    earth

     

    pressure

     

    distr ibut ions

     

    are  used fo r this

     

    type 

    of

     analysis.

     

    For stiff wal l sys tems,

     

    act ive

     earth pressures

     

    in

     

    th e 

    retained soil 

    can

     

    often b e

     

    a s su m ed an d u sed

     

    in

     a 

    cons t ruct ion-sequencing

     

    analys i s

     

    to  size

     anchors

     and

     determine 

    wal l

     proper t ies .

     

    Earth

     

    pressure 

    distr ibut ion

     

    fo r

     

    this

     type

     

    of 

    analysis 

    w ou l d

     be

     in 

    accordance with

     

    c lass ica l

     earth 

    pressures

     

    theory ,

     

    i.e., 

    t riangular

     with

     

    th e absence 

    of

     

    a

     

    water

     

    table .

     

    T h e

     

    genera l prac t ice

     

    fo r

     th e 

    safety 

    with

     e c o n o m y des ign

     is to

     k eep

     anchor 

    pres t ress

     

    loads 

    to

     

    a

     m in im u m  consis ten t with act ive,

     

    o r near-ac t ive , 

    soil

     pressure

     

    cond i t ions

     

    (depend ing 

    u p o n

     

    th e value

     

    ass igned

     to  th e

     

    factor of safety).

     

    T hi s

     

    m ea n s

     th e

     

    anchor size 

    wo u l d

     be

     

    smaller ,

     

    th e anch or

     spac ing 

    larger,

     

    and

     th e

     

    anch or 

    pres t ress

     

    l o wer than those

     

    found

     

    in des igns

     

    requir ing  stringent

     

    displacement control .

    1.2.2.2 Stringent displacement control design. 

    A

     pe r fo rm ance objec t ive

     

    for

     

    a

     t i eback

     

    wal l can b e

     

    to

     

    restrict

     

    wal l and soil

     m o v em en t s

     

    dur ing 

    excavat ion

     

    to  

    a

     tolerable

     level so  

    tha t structures

     

    ad jacent 

    to

     th e excavat ion

     

    wil l

     

    n ot exper ience

     

    distress (a s 

    fo r

     

    th e Bonnevi l l e

     

    t emporary

     

    t ieback

     

    wal l

     

    example) .

     

    Ac c o r d in g

     

    to

     

    F H W A -R D-8 1 -1 5 0 ,

     

    th e

     

    tolerable

     

    ground

     

    surface

     

    se t t l ement m ay b e

     

    less than

     

    0.5  in .

     

    if

     

    a se t t l ement -sens i t ive

     

    structure

     is

     

    founded  on

     

    th e

     

    sa m e 

    soil

     

    u sed

     fo r 

    suppor t ing th e

     

    anchors .

     T i e b ack

     wal l

     

    des igns

     

    tha t are  

    required

     

    to

     m e e t

     

    spec i f ied

     

    displacement control performance

     objec t ives

     are  

    t e rmed

     

    s t r ingent 

    displacement  

    cont ro l des igns .

     

    Select ion

     of th e 

    appropr ia te

     

    des ign pressure

     

    d iagram  

    fo r

     deter-

     

    mining anchor prestress

     

    load ing

     

    d ep en d s on th e

     

    level

     

    of

     

    wal l

     

    an d 

    soil 

    m o v e m e n t

     

    tha t can b e tolerated. Walls buil t 

    with

     factors

     

    of safety 

    b e t ween

     1.3  and 1.5

     

    appl ied

     

    to  

    th e 

    shea r

     

    strength

     of

     

    th e soil

     

    m ay

     result

     

    in  

    smal ler

     

    d isp lacements

     if 

    stiff wal l 

    c o m p o n en t s

     are

     used

     

    ( F H W A- R D - 9 8 - 0 6 5 ) .

     

    T o m in im ize th e o u t wa r d m o v em en t ,

     

    th e des ign wo u l d proce e d using

     

    soil

     

    pressures

     at

     

    a

     

    magni tude

     

    approach ing

     

    at-rest

     

    pressure cond i t ions (i.e., a

     

    factor

     

    of

     

    safety

     of 1.5

     

    appl ied

     to  th e shear 

    strength

     of

     

    th e

     soil).

     It should b e recognized tha t

     

    even 

    though th e 

    use

     

    of a

     

    factor of 

    safety  

    equal to  1.5  is 

    consis ten t with

     an 

    at-rest

     

    (i.e., 

    zero

     

    so i l -d isp lacement cond i t ion) earth 

    pressure

     

    coeff i c ient

     

    (as 

    s h o w n

     in  

    Figure

     3 -6  of

     

    Engineer 

    M a n u a l 

    1110-2-2502

     

    (Headquar ters ,

     U . S .

     

    A r m y 

    C o r p s

     of

     

    Engineers 

    1989)) , 

    severa l

     

    types

     

    of

     

    lateral wa l l

     

    m o v e m e n t could

     still occur. 

    T h e s e

     

    inc lude cant i lever m o v em en t s

     

    assoc ia ted with

     

    instal lat ion

     of th e fi rs t

     anchor ;

     

    elast ic

     

    elongat ion

     of th e 

    t endon

     

    a n c ho r

     

    assoc ia ted

     with

     a

     load

     

    increase;

     

    anchor

     

    yie ld ing,

     

    creep ,

     

    and

     

    load 

    redist r ibut ion

     

    in  th e anchor b o n d zone;

     

    and m a s s

     

    m o v e-

     

    ments 

    behind  

    th e

     ground

     

    a n c ho r s

     

    ( F H W A- S A- 9 9 - 0 1 5 ) .

     

    It

     also

     

    should

     be 

    recog-

     

    nized

     that 

    a

     stiff rather than

     

    f lexible wal l

     

    sys tem

     m ay b e required  

    to

     

    reduce

     

    bending 

    d isp lacements

     

    in th e wal l to  levels cons i s tent with th e pe r fo rm ance

     

    objectives

     

    es tab l ished fo r th e

     

    s t r ingent

     

    displacement

     

    control

     

    design.

     

    A  s t r ingent

     

    displacement

     cont ro l

     

    des ign

     

    fo r 

    a

     f lexible wal l

     

    sys tem,

     

    ho wev er ,

     w ou l d

     

    result

     in

     

    anch or spac ings

     

    that 

    are  

    closer an d anch or pres t ress

     

    levels

     

    that are  higher than

     

    those

     fo r

     

    a

     comparab le

     

    safety with

     

    ec o n o m y des ign .

     

    If

     displacement

     cont ro l

     is a  

    crit ical pe r fo rm ance 

    objec t ive

     fo r 

    th e

     project be ing des igned ,

     

    th e use

     

    of

     a

     

    stiff 

    rather than f lexible wa l l

     

    system  should be considered .

     

    Chapter

     

    1

     

    Background

     

    on

     

    Tieback

     

    Retaining

     

    Wall

     

    Systems

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    16/90

    1 .2 .3

     

    rogressive

     design of tieback 

    wall

     systems  

    A s with m o s t des igns ,

     a

     

    progress ive analys i s 

    (start ing 

    with

     th e

     s imples t 

    des ign

     tools and  progress ing to  

    m o r e

     

    c o m p r ehen s iv e

     

    des ign

     tools w h e n  neces -

     

    sary) is high ly r e com m e nd e d

     

    by 

    th e

     authors.

     

    With 

    respec t

     to  

    f lexible

     wall

     

    sys tems,

     so m e of th e

     m o r e

     

    c o m p r ehen s iv e 

    analys i s

     tools 

    used

     for 

    stiff w al l 

    sys tem analysis

     

    (cons t ruct ion-sequencing analys i s 

    b a sed

     on 

    c lass ica l

     earth

     

    pressure 

    distr ibut ions

     

    an d

     b e am  

    on

     

    inelast ic

     

    foundat ion

     analys is ) are  not 

    g en -

     

    eral ly 

    cons idered

     appropr ia te

     

    for th e

     

    analys is

     of 

    f lexible 

    w al l sys tems . 

    T hi s

     is  

    because apparent pressure

     

    d iagrams, since they 

    are

      envelopes based on m e a -

     

    surements m a d e

     

    during const ruc t ion ,

     

    inc lude th e 

    effects of soil 

    arching ,

     wall 

    f lexibil i ty , 

    pre loading

     

    of 

    suppor t s ,

     

    facial st iffness,

     

    an d 

    construction

     sequencing .

     

    H o wev er ,

     with stiff wa l l

     

    sys tems,

     

    these

     i t ems wil l no t 

    af fec t

     earth  pressure

     

    redis tribution  

    to

     

    th e

     sa m e

     exten t

     they

     af fec t

     

    f lexible wa l l

     sys tems.

     

    Therefore ,

     

    in  

    pract i ce , cons t ruct ion-sequencing 

    analyses

     and  

    b ea m  

    on

     inelast ic

     foundat ion  

    analyses

     

    are  considered  valid tools

     

    for th e invest igat ion  of

     

    stiff

     

    wa l l

     system  

    behav ior .

     

    T he

     

    des ign 

    a nd

     analysis tools typically used in  th e

     

    des ign an d analysis

     

    of

     

    f lexible a n d 

    stiff 

    wa l l sys tems a re

     

    su m m a r ized

     in

     

    Tables 

    1-3

     

    a nd

     1-4,

     

    respec- 

    t ively,

     

    start ing 

    with

     th e 

    s imples t

     des ign 

    tool

     

    and  

    progress ing to  th e m o r e c o m p r e -

     

    hens ive analy t ica l tools.

     

    T h e m o s t c o m p r ehen s iv e des ign tools

     are

     l inear elast ic

     

    finite

     

    e l em en t

     ( LE F E M )

     

    and  nonl inear finite

     

    e l em en t

     ( N L F E M )

     

    soil -st ructure

     

    interact ion

     analyses .

     

    T h e

     N L F E M

     analysis

     is

     

    required

     w h e n it

     

    b e c o m e s 

    necessary  

    to  verify  that 

    th e

     des ign meets

     

    s t r ingent

     displacement 

    cont ro l

     pe r fo rm ance

     

    object ives.

     

    Both

     

    th e

     LEFEM

     a n d

     NLFEM

     analyses

     can be 

    used

     to verify 

    safety

     

    with

     ec o n o m y  

    des igns . 

    Table 1 -3

     

    Des ign

     and

     

    Analys is Tools 

    for

     

    F lex ib le

     Wall Systems 

    (Ebel ing

     e t 

    al. 

    2002)

     

    nalysi

     

    s

     

    Objective

     

    Descript ion

     

    Analysis  iVIethod

     

    RIGID

     

    1

     

    Final 

    design

     

    when

     

    performance goal is 

    safety with 

    economy.

     

    P reliminary design 

    when 

    performance 

    goal

     is stringent 

    displacement

     control.

     

    Beam

     on  rigid supports analysis 

    using

     

    apparent

     pressure  "envelope" diagram. 

    Apparent pressure diagram  based on  a 

    total

     

    load

     approach.  

    Total

     load 

    is

     

    based

     

    on

     

    a

     

    factor

     of

     

    safety 

    of

     1. 3 applied to the 

    shear

     strength of 

    the

     soil 

    when

     

    the

     performance goal

     is

     

    safety

     with

     

    economy

     

    Total 

    load

     is based on  a factor of safety 

    of 1. 5 applied to  the  shear strength of 

    the  soil 

    when

     the  performance goal 

    is

     

    stringent

     

    displacement

     

    control.

     

    Hand

     calculations 

    NLFEM

     

    Final design when

     

    performance goal is 

    stringent displace- 

    ment

     

    control.

     

    Nonlinear soli-structure

     

    finite

     

    element

     

    construction-sequencing

     

    analysis.

     

    P C

     

    SOILSTRUCT- 

    ALPHA  

    Chapter

     

    1

      Background  on  

    Tieback

     Retaining Wall Systems 

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    17/90

    Table 1 -4  

    Des ign

     and Analysis 

    Tools

     

    for

     Stiff

     Wall

     Systems 

    (Strom

     

    an d

     

    Ebel ing

     

    2002)

     

    Analysis 

    RIGID

     

    1  

    RIGID

     2 

    Objective 

    Preliminary design tool to  

    estimate upper anchor 

    loads an d bending 

    moments

     

    in

     

    upper

     

    region

     

    of 

    wall.

     

    Construction-sequencing

     

    analysis  

    using

     classical 

    soil pressures.  

    Used to estimate lower 

    anchor loads

     an d

     bending

     

    moments in lower regions 

    of wall. 

    WINKLER

     1

     

    WINKLER 

    2

     

    LEFEM

     

    NLFEM  

    Description

     

    Beam 

    on  

    rigid supports analysis  using apparent 

    pressure

     

    "envelope" diagram. 

    Apparent

     

    pressure

     

    diagram

     

    based

     

    on

     

    a

     

    total

     

    load

     

    approach.

     

    Total

     load is 

    based

     on  

    a

     

    factor

     of

     

    safety 

    of

     

    1. 3

     applied  to the 

    shear strength 

    of 

    the soil 

    when

     the performance 

    goal

     

    is

     

    safety

     

    with economy 

    Total

     load 

    is

     

    based

     on 

    a

     

    factor

     of

     

    safety of 

    1. 5

     applied to the 

    shear 

    strength

     of

     the

     soil 

    when

     the performance 

    goal

     

    is

     

    stringent displacement control. 

    Beam

     on  

    rigid

     supports analysis. 

    Construction-sequencing 

    analysis  to  affirm results 

    of RIGID

     

    1

     

    an d

     RIGID 2 

    analyses. 

    Construction-sequencing 

    analysis  to affirm results 

    of

     RIGID

     

    land 

    RIGID

     2 

    analyses. 

    Construction-sequencing 

    analysis to  affirm  results 

    of

     RIGID

     

    land 

    RIGID

     2 

    analyses 

    an d

     to evaluate 

    3- D effects and 

    investigate  loss of

     anchor

     

    effects.

     

    Used

     for cases where 

    bending effects in the 

    longitudinal direction are 

    important.  

    Final 

    design

     

    when

     

    performance goal 

    is

     

    stringent

     displacement 

    control.

     

    Soil-pressure distribution  by  classical methods, i.e., 

    Rankine,

     

    Coulomb, etc. 

    Active pressures used to determine anchor loads 

    an d

     wall 

    bending moments based on  a factor of safety of 1. 0 applied  

    to

     

    the

     

    shear

     strength

     

    of

     

    the

     

    soil

     

    when

     

    the

     

    perfomiance

     

    goal

     

    is

     safety

    with

     economy. 

    At-rest 

    earth

     pressures used to detennine anchor loads an d 

    wall bending moments based on  

    a

     factor of

     

    safety of 

    1. 5

     

    applied to  the 

    shear

     strength 

    of 

    the  soil when 

    the

     

    performance 

    goal

     

    is

     stringent 

    displacement

     

    control.

     

    Passive

     pressures used 

    to determine

     

    anchor loads

     

    and wall 

    bending

     

    moments based

     

    on

     

    a factor 

    of

     safety 

    of

     1. 0 applied

     

    to the 

    shear

     strength of

     

    the  soil.

     

    Beam 

    on

     inelastic supports 

    analysis.

     

    inelastic springs used to represent 

    soil

     on  both sides of 

    wall.

     

    Inelastic springs 

    used

     to represent anchors. 

    R-y

     

    curves

     

    shifted

     

    to

     

    account

    for

      inelastic

     

    soil

     

    deformations.

     

    Beam

     on  

    inelastic

     supports analysis  

    inelastic springs used to represent soil 

    on  

    excavated 

    side

     of 

    wall.

     

    Classical soil pressures applied to retained 

    earth

     side 

    of

     

    wall. 

    inelastic springs used to represent anchors. 

    Plate 

    elements

     used to represent

     wall

     to 

    capture

     

    redistribution 

    effects

     in the longitudinal direction of 

    the

     wall. 

    Elastic

     springs used to represent soil 

    on

     excavated 

    side

     

    of

     

    wall.

     

    Classical

     

    soil

     

    pressures

     

    applied

     

    to

     

    retained

     

    earth

     

    side

     

    of

     

    wall. 

    Elastic

     springs used to represent 

    anchors.

     

    Nonlinear

     

    soil-structure

     

    finite 

    element construction-

     

    sequencing analysis  

    Analysis Method 

    Hand 

    calculations

     

    Hand

     calculations  

    for determinate 

    systems. 

    CBEAMC equivalent 

    beam

     

    analysis

     

    for

     

    indeterminate 

    systems.

     

    CMULTIANC

     beam 

    I

     

    on  inelastic supports 

    analysis. 

    CBEAMC beam 

    on

     

    nonlinear supports 

    analysis. 

    Structural analysis 

    software with plate 

    element analysis 

    capability. 

    P C SOILSTRUCT- 

    ALPHA. 

    Chapter

     

    1

     

    Background

     

    on

     

    Tieback

     

    Retaining

     

    Wall

     

    Systems

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    18/90

    Descr ip t ions

     of 

    th e 

    analys i s

     m et ho d s

     

    cited 

    in

     Tables

     1-3  

    a nd

     

    1- 4 

    an d

     

    used

     

    in  

    th e ex a m p l e p r o b l em s

     

    are  provided in

     

    Strom  and Ebel ing

     

    (2002) .

     

    With respect t o

     

    th e

     W IN K L E R

     

    b e am  on inelast ic spring  

    analyses

     

    cited

     in  these 

    tables,

     

    there

     are

     

    severa l m et ho d s

     fo r cons t ruct ing

     th e spring  

    load-d i splacement

     (R-y)

     

    curves.

     

    T hese m et ho d s

     are  

    su m m a r ized in  T a b l e 1-5

     

    an d descr ibed in  th e first ex a m p l e in

     

    Strom

     an d

     

    Ebel ing (2002) .

     

    Table 

    1 -5  

    Summary

     

    o f

     R-y 

    Curve

     Construction  

    Methods

     

    (Strom

     

    an d

     

    Ebel ing

     

    2001 )

     

    Method  

    Constant of 

    Horizontal Subgrade 

    Reaction/ Subgrade 

    Constant 

    Soletanche 

    Reference Deflection 

    Method

     

    Descript ion

     

    A constant of horizontal subgrade reaction method was  developed by  

    Terzaghi

     (1955) for use in the evaluation  of

     

    discrete wall systems. A 

    subgrade 

    constant

     

    method

     was  

    also

     developed 

    for

     continuous walls.  

    Interaction distances used 

    In

     

    the

     

    analysis

     are 

    pe r

     

    Haliburton (1981).

     

    IVIethods

     

    generally

     

    provide

     

    a

     reasonable estimate 

    of wall moments

     an d 

    shears, bu t 

    often

     overestimate displacements. 

    FHWA-RD-81-150 presents  coefficients 

    of

     subgrade reaction based on  

    information  obtained  

    from

     pressure meter

    tests.

     Subgrade reaction values 

    are

     a function of the shear parameters of the soil. Soletanche used beam 

    on  inelastic foundation analyses, based on the P fister co efficient of

     

    subgrade reaction values, to  

    verify

     that 

    anchor

     loads an d computed wall 

    displacements

     me t performance objectives.  

    Method

     

    reported  

    in

     FHWA-RD-98-066 for use

     

    in

     

    beam

     

    on  

    inelastic 

    foundation analyses. Displacements representing  the 

    elastoplastic

     

    intersection point of

     

    the R- y curve were established  for granular 

    an d

     clay 

    soils.

     R- y curves are shifted to account for inelastic 

    nonrecoverable

     

    displacements. These investigators  indicated that

     th e

     deflection  response 

    estimated 

    by the

     

    reference deflection method

     

    generally underpredicted

     

    displacements because 

    it

     does no t account for mass movements in the  

    soil.

     

    1 .3

     

    IGID

     1 Method

     

    In  

    th e

     R I G I D

      m e t h od

     (Strom  and 

    Ebeling

     2002) ,

     

    a

     vert ical

     strip

     of 

    th e

     

    t i eback 

    w al l

     

    is

     t reated 

    as a

     mult i span b e am  suppor ted on rigid

     

    suppor t s

     located

     

    at 

    tieback points

     

    in  th e upper region 

    of

     th e wal l .

     

    T h e l ow e rm os t rigid support is

     

    as s u m e d 

    to  

    occu r a t 

    f inish 

    grade.

     

    T h e

     wa l l

     is loaded on 

    th e 

    driving side

     

    with an  

    apparent pressure

     load ing .

     

    In

     genera l

     

    prac t ice ,

     

    th e

     u se

     

    of soil pressure

     envelopes

     

    as

     load ings

     fo r

     a 

    b e am

     

    on

     rigid 

    support

     analys is 

    provides 

    an 

    expedient

     

    m e t h od  

    for th e init ial layout ,

     

    an d so m et im es th e f inal des ign 

    of

     t i eback 

    w al l 

    sys tems.

     

    H o wev er ,

     

    th e

     soil pressure  

    envelopes ,

     o r apparent 

    earth

     pressure d iagrams, wer e

     

    not 

    in tended

     to  

    represent 

    th e 

    real

     

    distribution

     

    of 

    earth

     

    pressure , but ins tead

     

    consti tuted  hypothe t i cal pressures .

     

    T hese hypothe t i cal pressures w e re a bas i s

     

    fi-om w h i ch strut loads

     

    could b e

     

    calculated  that m i g h t b e

     

    approach e d but wo u l d

     

    no t

     

    b e

     

    ex c eed ed

     

    dur ing

     

    th e

     

    ent ire const ruc t ion process .

     

    T h e

     

    apparent pressure loading  used in  th e ex a m p l e 

    p r o b l em s

     

    is

     

    in  accordance

     

    with 

    F H W A- R D - 9 7 - 1 3 0 .

     

    (See

     

    Figure 

    2 8  

    of

     

    this

     F H W A  report fo r 

    th e 

    apparent  

    pressure  

    d iagram  used 

    fo r

     a wall suppor ted  by 

    single row  

    of 

    a n c ho r s

     

    an d  Fig-

     

    ure

     

    29

     

    fo r th e

     

    apparent pressure 

    d iagram

     used fo r a w al l supported by mult iple

     

    r o w s

     of

     

    anchors . ) T hi s 

    informat ion

     

    is

     

    also

     

    presented

     

    in  Strom  

    an d

     Ebeling (2001,  

    Figures 5 .3  

    and

     5.4) . 

    Chapter 1   Background on 

    Tieback

     Retaining Wall Systems 

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    19/90

    R I G I D

      des ign

     procedures

     

    are  

    i l lustrated

     in th e 

    ex a m p l e prob lems

     

    conta ined

     

    in  

    Strom  and Ebel ing

     

    (2002)

     

    and

     

    in

     th e 

    ex a m p l e 

    prob l e m s in  

    Sect ion

     10 of 

    F H W A- R D - 9 7 - 1 3 0 .

     

    W hen t iebacks

     a rc  pres t rcssed

     

    to  levels

     

    consis ten t

     with  

    act ive pressure

     

    cond i t ions

     (i.e., 

    E x a m p l e

      in  

    Strom  and 

    Ebeling

     2002) ,

     

    th e 

    tota l 

    load

     

    used to  determine 

    th e

     apparen t 

    earth

     

    pressure

     

    is 

    based 

    on

     

    that

     approximate ly

     

    corresponding

     

    to

     

    a

     

    factor

     

    of

     

    safety

     of 1.3

     

    on

     

    th e

     

    shear

     

    strength 

    of

     

    th e

     

    soil.

     W hen

     

    t iebacks 

    are  prestrcssed  to  

    m in im ize 

    wal l displacement

     (Example 2

     in

     

    Strom 

    an d

     

    Ebeling

     2002) ,

     th e

     total

     load

     u sed 

    to

     determine 

    th e 

    apparen t

     earth 

    pressure

     is  

    b a sed on

     

    at-rest earth 

    pressure 

    coef f ic ien t cond i t ions ,

     

    or that 

    approximate ly  

    corresponding

     

    to

     

    a

     

    factor of 

    safety 

    of 1.5  appl ied

     

    to

     

    th e shear 

    strength

     of

     

    th e soil. 

    Empir ica l

     

    formulas

     

    are  

    provided

     with th e 

    appare n t

     pressure 

    m e t h od

     

    fo r

     u se 

    in  

    est imating

     

    anch or 

    forces

     

    and wal l

     

    bend ing m o m en t s .

     

    1 .4 

    IGID 

    2

     

    Method

     

    A s

     with 

    th e 

    RIGID

     

    m et ho d ,

     a

     vert ical

     strip of th e

     

    t ieback

     wa l l

     is

     t reated 

    as 

    a

     

    mul t ispan

     

    b ea m  suppor ted on

     

    r igid supports

     

    located  at

     

    t i eback

     

    poin t s

     

    (Strom

     

    and 

    Ebel ing  

    2002) . 

    T he

     

    l o wes t

     

    suppor t locat ion

     is 

    a s su m ed to  

    b e

     below  

    th e 

    bot tom  of

     

    th e 

    excavat ion

     a t th e 

    poin t

     of

     

    zero net pressure (Ratay  1996) .

     

    T w o

     

    earth 

    pressure

     d iagrams

     are  

    used

     

    in

     

    each 

    of th e 

    incrementa l

     

    excavat ion ,

     anch or 

    placement ,

     

    and  prestressing  analyses .

     

    Act ive earth pressure

     

    (o r 

    at-rest

     earth

     

    pressure

     w h e n 

    wal l 

    d isp lacements

     are  

    crit ical)

     is 

    appl ied 

    to

     th e

     

    dr iv ing

     side

     

    and  

    extends

     

    from  th e 

    to p of 

    th e ground  

    to

     

    th e 

    actual

     bot tom

     

    of 

    th e 

    wal l . Pass ive

     earth

     

    pressure

     

    (based 

    on a

     factor 

    of 

    safety of 1.0 appl ied to  th e

     

    shear strength 

    of

     

    soil) 

    is

     

    appl ied

     to  th e 

    resist ing

     

    side 

    of 

    th e wal l

     

    a n d 

    extends

     

    from th e bot tom  

    of 

    th e

     

    excavat ion

     to  th e actual 

    bottom

     of

     

    th e wal l .

     

    T he

     

    appl ica t ion

     of

     

    th e

     

    R I G I D

     

    m e t h od is 

    demonst ra ted

     in

     

    th e

     tw o ex a m p l e 

    prob l e m s in  Strom

     an d 

    Ebeling  

    (2002) .

     

    T he

     

    RIGID

     2 

    m et ho d

     is

     useful

     fo r

     

    de te rmining if th e 

    wal l

     

    a n d anch or

     

    capac i t ies determined

     

    b y

     

    th e

     

    RIGID

     

    analys is are  adequate 

    fo r

     

    stiff

     

    t ieback

     

    wa l l

     

    sys tems,

     an d 

    permit s redes ign 

    of 

    both

     

    f lexible an d

     stiff

     

    t ieback wa l l

     sys tems

     

    to  

    ensure tha t strength 

    is

     adequate

     

    fo r 

    all 

    stages 

    of 

    const ruc t ion . N o useful

     

    in forma-

     

    t ion

     

    can b e

     

    ob ta ined

     

    from  th e R I G I D 2

     

    analys is

     

    regard ing displacement d em a n d s ,

     

    ho wev er .

     

    1 .5

     

    WINKLER1

     

    Method 

    T h e W IN K L E R   m e t h od (descr ibed

     

    in

     

    Strom

     

    and Ebel ing

     

    2 0 0 2 ) uses

     

    ideal ized 

    elastoplast ic

     

    springs to  represent soil

     

    load-deformat ion

     

    response

     an d

     

    anchor 

    springs

     to  

    represent

     

    grou nd

     

    anch or

     load-deformat ion

     

    response .

     

    T he

     

    elastoplast ic

     

    curves

     

    (R-y curves)

     

    represen t ing th e

     soil 

    springs

     

    for th e ex a m p l e

     

    prob l e m s are  

    b a sed

     on th e 

    reference

     

    deflect ion

     m e t h od 

    ( F H W A- R D - 9 8 - 0 6 6 ) .

     

    Other m et ho d s

     

    are  avai l ab le

     

    for develop ing

     

    elastoplast ic

     

    R -y

     

    curves

     

    for b ea m  

    on  

    inelast ic 

    foundat ion

     

    analyses.

     

    T he

     

    reference

     

    deflect ion

     m e t h od 

    ( F H W A - R D - 9 8 -

     

    0 6 6 ) ,

     

    th e Haliburton

     

    (1981) m et ho d ,

     

    an d th e Pfister m et ho d

     

    ( F H W A- R D - 8 1 - 1 5 0 )

     

    a re

     

    descr ibed

     

    in

     th e f irst 

    ex a m p l e

     prob lem.

     

    Elastoplast ic curves can be shif ted

     

    with

     

    respec t 

    to

     

    th e

     

    undef lected

     posit ion

     of 

    th e 

    t i eback

     wa l l to  capture 

    non- 

    recoverab le

     plast ic

     

    m o v em en t s that m ay occu r in  th e

     soil 

    dur ing

     

    var ious

     

    con-

     

    struct ion s tages

     (e.g., 

    excavat ing ,

     anch or 

    placement ,

     and prestressing

     

    of 

    anchors) .

     

    '

     

    ^

    hapter

     

    1

     

    Background

     

    on

     

    Tieback

     

    Retaining

     

    Wall

     

    Systems

     

  • 8/16/2019 Computer Program for Simulation of Wall Construction Sequence

    20/90

    T hi s R -y 

    curve

     

    shif t ing

     w as used in both 

    ex a m p l e

     prob l e m s 

    to

     cons ider th e 

    n o n -

     

    recoverab le

     

    act ive

     

    state 

    yielding

     that occurs

     in

     th e retained soil

     

    during th e first-

     

    stage excavat ion (canti lever-s tage  excavat ion) .

     

    T h e R -y curve

     

    shif t 

    fo l lowing

     th e

     

    f irst -stage

     

    excavat ion wil l help to

     

    capture th e

     

    increase

     in

     

    earth

     pressure 

    that 

    occurs behind th e 

    w al l

     

    as 

    a n c ho r pres t ress

     is 

    appl ied ,

     

    an d 

    as 

    second-s tage ex c a v a -

     

    t ion 

    t akes

     place.

     

    In th e tw o 

    ex a m p l e

     

    p r o b l em s

     

    in

     

    Strom  an d  Ebeling  (2002) ,

     

    once

     

    th e upper anchor 

    is 

    instal led,

     

    th e

     

    second-s tage

     

    excavat ion causes th e

     

    upper

     

    sec t ion

     

    of 

    th e t i eback wall to  

    def lec t

     into th e retained 

    so i l—soi l

     that h as previ -

     

    ously 

    exper ienced

     act ive 

    state

     

    yie ld ing

     dur ing f irst -stage

     

    excavat ion .

     

    T h e

     

    WINKLER

     

    m e t h od 

    is

     useful

     fo r

     determin ing if th e wall and a n c ho r capac i t ies

     

    de te rmined by a  R I G I D   or RIGID  2

     

    analysis

     

    are  adequate ,

     

    an d  permit s redes ign

     

    of 

    stiff

     t i eback w al l

     sys tems 

    to  

    ensure that strength  

    is  adequate

     

    fo r a ll

     stages

     of