dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles

10
INTERNATIONAL JOURNAL OF CIVIL AND STRUCTURAL ENGINEERING Volume 2, No 1, 2011 © Copyright 2011 All rights reserved Integrated Publishing services Research article ISSN 0976 – 4399 Received on July 2011 published on September2011 260 Dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles Mohamad Ahangar 1 , Khosro Bargi 2 , Hesam Sharifian 1 , Morteza Safarnezhad 1 1 Ph.D. student, Department of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran 2 Professor, Department of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran [email protected] ABSTRACT The response of pile supported fixed offshore jackets is very sensitive under earthquake loadings. These structures shall be able to undergo the seismic loadings without any failure. To reach this purposes the dynamic analysis should be considered because of some factors like soil nonlinearity, energy dissipation, nonlinear behavior of foundations, discontinuity condition at pile soil interfaces and etc. the noticeable part of dynamic response of fixed offshore jackets is nonlinear behavior of piles. In this paper, innovative and newest approaches in nonlinear analysis together with ABAQUS modeling to be used to extract the useful conclusions related to dynamic nonlinear response of fixed offshore jackets. Keywords: Pile, nonlinear dynamic response, interaction, seismic behavior 1. Introduction The recent development of offshore industries (in particular the exploration and production of oil and gas) leads to growing demand for realistic predictions of offshore platforms behavior. Earthquake design of offshore platforms in seismic active areas is one of the most important parts in offshore platforms design. Evaluation of the pilesoilstructure interaction due to earthquake induced ground accelerations is an important step in seismic design of both the structure and piles. ‘Dynamic response will be defined as those characteristics of the structural system that can not be attributed to notime varying or static response. Inertial, damping and kinematics effects developed by loadings that have significant variations in time will be include in dynamic response. Dynamic response of offshore platforms due to earthquake excitations (and all cyclic loadings) would be inherently on nonlinear behavior because of the following reasons: 1 Nonlinear behavior of the soil at a wide range of shear strain (Soil behavior would be linear only at very small shear strains of approximately less than 4 10 %). 2 PileSoil interaction, which is affected by different nonlinear behavior of interface elements (Gapping and Cavein effect) for different type of the soils (clay and sand). 3 The seismic loading rates, which potentially could cause significant stresses and nonlinear material behavior of piles and superstructure. Dynamic response of piles in offshore platforms is a function of the characteristics of the loading, dynamic pilesoil interaction behavior and dynamic characteristics of the piles structural system. In recent years the interaction problem during earthquake loadings has received considerable attention and studies indicate the nature of ground motion input and the

Upload: supachai-jaingam

Post on 20-Apr-2015

52 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Dynamic Nonlinear Behavior of Fixed Offshore Jacket Piles

INTERNATIONAL JOURNAL OF CIVIL AND STRUCTURAL ENGINEERING Volume 2, No 1, 2011 

© Copyright 2011 All rights reserved Integrated Publishing services Research article  ISSN   0976 – 4399 

Received on July 2011 published on September2011  260 

Dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles Mohamad Ahangar 1 , Khosro Bargi 2 , Hesam Sharifian 1 , Morteza Safarnezhad 1 

1­ Ph.D. student, Department of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran 

2­ Professor, Department of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran 

[email protected] 

ABSTRACT 

The  response  of  pile  supported  fixed  offshore  jackets  is  very  sensitive  under  earthquake loadings. These  structures  shall  be  able  to undergo  the seismic  loadings without any  failure. To  reach  this  purposes  the  dynamic  analysis  should  be  considered  because  of  some  factors like  soil  nonlinearity,  energy  dissipation,  nonlinear  behavior  of  foundations,  discontinuity condition  at  pile  soil  interfaces  and  etc.  the  noticeable  part  of  dynamic  response  of  fixed offshore  jackets  is  nonlinear  behavior  of  piles.  In  this  paper,  innovative  and  newest approaches  in nonlinear analysis  together with ABAQUS modeling  to be used to extract  the useful conclusions related to dynamic nonlinear response of fixed offshore jackets. 

Keywords:  Pile, nonlinear dynamic response, interaction, seismic behavior 

1. Introduction 

The recent development of offshore industries (in particular the exploration and production of oil and gas) leads to growing demand for realistic predictions of offshore platforms behavior. Earthquake design of offshore platforms in seismic active areas is one of  the most  important parts  in  offshore  platforms  design.  Evaluation  of  the  pile­soil­structure  interaction  due  to earthquake  induced  ground  accelerations  is  an  important  step  in  seismic  design  of  both  the structure and piles. ‘Dynamic  response will  be  defined  as  those  characteristics  of  the  structural  system  that  can not  be  attributed  to  no­time  varying  or  static  response.  Inertial,  damping  and  kinematics effects  developed  by  loadings  that  have  significant  variations  in  time  will  be  include  in dynamic  response.  Dynamic  response  of  offshore  platforms  due  to  earthquake  excitations (and  all  cyclic  loadings) would be  inherently on nonlinear behavior because of  the  following reasons: 

1­  Nonlinear behavior of the soil at a wide range of shear strain (Soil behavior would be linear only at very small shear strains of approximately less than  ­4 10  %). 

2­  Pile­Soil  interaction,  which  is  affected  by  different  nonlinear  behavior  of  interface elements (Gapping and Cave­in effect) for different type of the soils (clay and sand). 

3­  The  seismic  loading  rates,  which  potentially  could  cause  significant  stresses  and nonlinear material behavior of piles and superstructure. 

Dynamic  response  of  piles  in  offshore  platforms  is  a  function  of  the  characteristics  of  the loading,  dynamic  pile­soil  interaction  behavior  and  dynamic  characteristics  of  the  piles structural  system.  In  recent  years  the  interaction  problem  during  earthquake  loadings  has received considerable attention and studies indicate the nature of ground motion input and the

Page 2: Dynamic Nonlinear Behavior of Fixed Offshore Jacket Piles

Dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles Mohamad Ahangar, Khosro Bargi, Hesam Sharifian, Morteza Safarnezhad 

International Journal of Civil and Structural Engineering  261 Volume 2 Issue 1 2011 

mechanism of pile soil  interaction play an important role in determination of platform design loads. 

The earliest systematic theoretical studies of dynamic soil pile interaction are due to Parmelee et al (1964), Tajimi (1966), Penzien (1970) and Novak (1974). Parmelee (1964) and Penzien (1970)  employed  a  nonlinear  discrete  model  and  a  static  theory  to  describe  e  the  dynamic elastic  stress  and  displacements  of  fields. Tajimi  (1966) used a  linear viscoelastic  stratum of the  Kelvin­Voigt  type  to  model  the  soil  and  in  his  analysis  of  the  horizontal  response  he neglected  the vertical component of  the soil motion. Novak (1974) assumed linearity and an elastic  soil  layer  composed of  independent  infinitesimally  thin  horizontal  layers  extending  to infinity. 

Recently  investigators  have  begun  to  develop  numerical methods  in which  all  the  soil,  pile, superstructure  and  soil­pile­superstructure  interfaces  are  modeled  simultaneously  together. Yegian  and  Wright  (1973),  Angelides  and  Rosset  (1980),  Randolph  (1981),  Faruque  and Dessail  (1982),  Trochanis  et  al.  (1988)  and Wu(1997)  used  finite  Element Method  (FEM) whereas  Sanches  (1982),  Kaynia  and  Kausel  (1982)  and  Sen  et  al  (1985)  implemented Boundary Element Method  (BEM)  for dynamic  response analysis of piles. In both FEM and BFM  the  soil  is  treated  as  a  continuum  media.  Discritization  of  a  three  dimensional continuum media and generation for a multitude of degrees of freedom in FEM and deriving of  complex  Green  functions  for  complicated  media  in  BEM,  make  both  of  these  methods impractical for seismic response analysis of offshore platforms. 

The  finite  and  boundary  element  methods  potentially  provides  the most  powerful  tools  for conducting  Seismic  Soil­Pile­Structure  Interaction  (SSPSI)  analyses,  but  they  have  not  yet been  fully  realized  as  a  practical  accepted  method  mainly  due  to  their  presumed  excessive computational  costs  and  their  complexity  for  common  pile  dynamic  response  analysis.  The main advantage of such approaches is  the capability of performing the SSPSI analysis of pile in  a  fully  coupled  manner,  without  resorting  to  independent  calculations  of  site  or superstructure response. 

The  Beam  on  Nonlinear  Winkler  Foundation  (ABAQUS)  method  is  a  dimplified  approach that can account for nonlinear Soil­Pile­Structure Interaction (SPSI) and has proven useful in professional  engineering  and  research  practices. Trochanis  (1991)  showed  that  the  response of  laterally  loaded piles predicted using a ABAQUS formulation agreed well with static load test  data  and  nonlinear  three  dimensional  FEM.  Boulanger  et  al  (1999)  showed  that  the results  of  seismic  response  of  piles  using  ABAQUS  modeling  agreed  well  with  centrifuge experimental tests. 

ABAQUS models  are  the most  versatile,  economical  and  popular methods  that can account for  various  complicated  conditions  in  a  simple  manner.  Basic  components  criteria  in  a ABAQUS models  for  dynamic  response  analysis  of  offshore piles are adopted  in  this paper. In  ABAQUS  method  the  pile  is  modeled  as  a  series  of  a  discrete  beam­column  members resting on a series of springs and dashpots indicating the nonlinear dynamic behavior of soils. In  seismic  loadings,  "free  field"  ground  motion  time  histories  are  usually  computed  in  a separate  site  response  analysis  and  then  applied  to  soil­pile  spring  supports  in  ABAQUS models. A  singular  disadvantage  of  a ABAQUS mode  is  the  two dimensional  simplification of  the  soil­pile  contact,  which  ignores  the  radial  ad  three­dimensional  components  of interaction.

Page 3: Dynamic Nonlinear Behavior of Fixed Offshore Jacket Piles

Dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles Mohamad Ahangar, Khosro Bargi, Hesam Sharifian, Morteza Safarnezhad 

International Journal of Civil and Structural Engineering  262 Volume 2 Issue 1 2011 

2. Model Description 

All  above  studies  indicate  that when a pile  is  subjected  to high­level  lateral  loading,  the soil nonlinearity  and  relative  movement  at  the  pile­soil  interface  will  strongly  affect  the  pile behavior.  Any  model  to  be  used  for  dynamic  response  analysis  of  piles  should  allow  for variation  of  soil  properties  with  depth.  Nonlinear  soil  behavior,  nonlinear  behavior  of  pile­ soil  interfaces,  energy  dissipation  through  radiation and hysteretic damping and soil  strength degradation  due  to  cyclic  loads.  During  earthquake  excitation  all  the  components  of  a ABAQUS mode  (representing  the  pile  and  surrounding  soils) will  be  subjected  to  free  field ground motions. 

Figure 1 shows the general view of an ABAQUS model and its main components in dynamic nonlinear  response  analysis  of  offshore  platforms.  It  is  clear  that  for  nonlinear  dynamic response  analysis  of  piles  based  on  ABAQUS  assumptions,  each model  should  contain  the following items: 

1­  Pile modeling 2­  Soil stiffness and Damping modeling 3­  Pile­Soil interface modeling 4­  Free field excitations 

3. Pile Modeling 

The  pile  and  surrounding  soil  layers  are  subdivided  into  a  couple  of  discrete  segments with pile  nodes  corresponding  to  soil  nodes  at  the  same  elevation.  Stiffness  matrix  of  beam column  elements  are  used  to  model  to  the  structural  stiffness  matrix  of  each  pile  segment. These structural  stiffness matrices of  the pile  segments will be assembled  to build  the global structural stiffness matrix of the whole pile. 

4. Soil Model 

In ABAQUS hypothesis there are two different methods of solid modeling as follows: 1­  hyperbolic stress­strain approach 2­  P­Y curves approach 

4.1 Pile­Soil Interface 

One of  the main  sources  in  nonlinear  dynamic  response of piles  is  the  relative movement of the  soil  and  pile  at  interfaces.  It  is  clear  that  each ABAQUS model  shall  include  particular pile­soil  interface  elements  to  account  for  such  relative  movements.  Behavior  of  these interface  elements  in  compression  and  tension  are  quite  different  and  therefore  the  pile­soil interface  elements  together  with  springs,  dashpots  and masses  (if  any)  are  usually modeled separately on each side of  the pile. According to different behavior of cohesive and cohesion less soils, there should be different type of interface elements. When the tensile stress  is detected in soil springs, these interface elements should detach pile nodes  from  the soil nodes and  it means  that a gap will be created between pile and the soil. These  gaps  in  cohesive  soils  (clay) will  not  be  filled with  the  soils  again  and  it means  that there would be a gap development (permanent displacement of soil nodes) during earthquake excitations in clay soils (Matlock 1978, Nogami 1992).

Page 4: Dynamic Nonlinear Behavior of Fixed Offshore Jacket Piles

Dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles Mohamad Ahangar, Khosro Bargi, Hesam Sharifian, Morteza Safarnezhad 

International Journal of Civil and Structural Engineering  263 Volume 2 Issue 1 2011 

Figure 1: General View of ABAQUS models for nonlinear dynamic response analysis of offshore platforms 

There would be cave­in behavior  in cohesion less soils (sand) resulting in backfilling of sand particles  around  the  pile.  It  means  that  any  developed  gap  in  sand  will  be  simultaneously filled with backfilled soil again and no permanent gaps will be developed. (El­Naggar 2000). Considering  different  soil  behavior  in  compression  and  tension  (gapping  in  clay  layers  and cave­in  in  sand  layers),  the soil reactions and  the pile oil  interface elements will be modeled separately on both side of  the piles. General views of soil reaction versus pile deflections for cohesive and cohesionless soils (indicating gapping and cave in behaviors) are shown in figs. 2 and 3 respectively

Page 5: Dynamic Nonlinear Behavior of Fixed Offshore Jacket Piles

Dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles Mohamad Ahangar, Khosro Bargi, Hesam Sharifian, Morteza Safarnezhad 

International Journal of Civil and Structural Engineering  264 Volume 2 Issue 1 2011 

Figure 2: Typical Soil reaction­Pile deflection Behavior for cohesive soils (Gapping) soils (Cave­in) 

Figure 3: Typical soil reaction­Pile deflection Behavior for cohesionless 

4.2 Free Field Excitations 

Earthquake  induced  loading  on  buried  structures  can  be  separated  into  two  basic  loading conditions  of  kinematic  and  inertial.  These  ABAQUS  models  (including  pile,  springs, dashpots  and  pile­soil  interface  elements)  only  deal with  inertial  loadings  due  to  earthquake excitations.  Kinematic  loadings  are  an  important  part  in  dynamic  response  of  piles  due  to seismic  excitations  in  ABAQUS  hypothesis.  In  these  kinematic  loadings,  dynamic  ground

Page 6: Dynamic Nonlinear Behavior of Fixed Offshore Jacket Piles

Dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles Mohamad Ahangar, Khosro Bargi, Hesam Sharifian, Morteza Safarnezhad 

International Journal of Civil and Structural Engineering  265 Volume 2 Issue 1 2011 

motions  of  the  soil  layers  in  free  field  due  to  earthquake  excitations  at  bed  rock  should  be determined. 

Results  of  such  free  field calculation  (acceleration or displacement  time histories at different soil  layers) will be used as the input excitation at support nodes of  the ABAQUS models. In such  type  of  calculations,  the  free  field  motions  are  uncoupled  from  the  pile  ABAQUS models.  In  seismic  loadings  because of  the different wave polarities  in  the near  field and  far filed, uncoupling  the nonlinear pile­soil  interaction  in near  field  from  the  free field responses would be a reasonable approximation. 

Fen  et  al  (1991)  performed  and  extensive  parametric  study  using  an  equivalent  linear approach  to  develop  dimensionless  graphs  for  pile  head  deflections  versus  the  free  field response.  Markis  and  Gazetas  (1992)  applied  free  field  accelerations  to  a  one  dimensional ABAQUS  model.  Bentley  (2000)  performed  a  full  three  dimensional  transient  nonlinear dynamic analysis (3 D wave propagation) and compared the results with equivalent linear 1D methods. 

In  dynamic  response  analysis  of  piles,  free  field  motions  may  be  calculated  by  any  desired wave  propagation  method  such  as  equivalent  linear  (used  in  SHAKE91  software)  or nonlinear procedures. SHAKE (Schanbel et al 1972) is still commonly used after 30 years of its release and it  is a reference computer program in geotechnical earthquake engineering. In SHAKE it is assumed that the cyclic soil behavior can be simulated using an equivalent linear model representing the soil stress strain response based on Kelvin­Voigt model. Wang (1998) used  SHAKE  for  free  field  motion  analysis  and  showed  an  acceptable  agreement  between calculated results and the recorded results in centrifuge tests. 

5. Summary and Conclusion 

Dynamic  soil  reaction  and  pile  head  response  to  harmonic  loads  for  both  the  P­Y  and hyperbolic approaches in ABAQUS models were compared by El­Naggar and Bentley (2000). A pile with the outside diameter of d = 0.5 m , length of l=15 m and an elastic modulus  ( ) E p equal  to  35 GPa was  used  (as  shown  in  Fig.  4). A  parabolic  soil  profile with  the  ratio  of 

1000 E E p s = /  at  the  pile  base was  assumed. The undrained  shear  strength  of  the  clay was assumed to be 25 kPa. 

Figure 4: The model used by El­Naggar and Bentley (2000) for comparing P­Y curve and hyperbolic approaches 

Figure 5 shows the displacement time history of the pile head for a harmonic load with single amplitude  equal  to  10  kN at  a  frequency  of  2 Hz  applied  at  the  pile  head.  Fig 6  shows  the

Page 7: Dynamic Nonlinear Behavior of Fixed Offshore Jacket Piles

Dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles Mohamad Ahangar, Khosro Bargi, Hesam Sharifian, Morteza Safarnezhad 

International Journal of Civil and Structural Engineering  266 Volume 2 Issue 1 2011 

calculated  dynamic  soil  reaction  (at  1.0  m  depth)  for  a  harmonic  displacement  of  a  single amplitude equal to 0.03 d (0.015 m) at a frequency of 2 Hz applied at the pile head. 

Figure 5: Pile head response due to harmonic load with single amplitude equal to 10 kN at a frequency of 2 Hz. 

Figure 6: Calculated Dynamic soil reaction at 1.0 m depth for harmonic displacement with single amplitude equal to 0.03d at a frequency of 2 Hz. 

In Figures 5, 6 it is seen that hyperbolic and P­Y curve models show very similar responses at the  pile  head  displacement  and  soil  reactions  respectively  and  both  stabilize  after approximately  five  cycles.  El­Naggar  and  Bentley  (2000)  also  showed  that  dynamic  soil reactions  are  in  general  larger  than  the  static  reactions  because  of  the  contribution  from damping.  Employing  the  same  definition  used  for  static  P­Y  curves,  dynamic  P­Y  curves (which  are  frequency  depended)  can  be  established  to  relate  the  pile  deflections  to  the corresponding dynamic soil reactions at any depth below the ground surface. These dynamic P­Y  curves  can  be  implemented  in  equivalent  static  analyses,  which  are  now  used  in earthquake analysis of offshore platforms. 

Several  implementations  of  Dynamic  P­Y  methods  (different  configuration  of  nonlinear springs  and  dashpots  in  Parallel  and  Series  Radiation  Damping)  together  with  free  field effects were  compared with Centrifuge model  tests  (performed  at University  of California, Davis) by Wang et al. (1998). 

Centrifuge  tests  were  performed  on  samples  of  normally  consolidated  San  Francisco  Bay Mud (density of about 1700 kg/m 3 ) with a crust of dense sand (density of about 2100 kg/m 3 ) on  the  surface  of  clay.  The  water  table  was  at  the  ground  surface.  General  configuration,

Page 8: Dynamic Nonlinear Behavior of Fixed Offshore Jacket Piles

Dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles Mohamad Ahangar, Khosro Bargi, Hesam Sharifian, Morteza Safarnezhad 

International Journal of Civil and Structural Engineering  267 Volume 2 Issue 1 2011 

dimension and instrumentations of this model are shown in Fig. 7. A scale factor N = 50 was used in this model and so all dimensions shown in Fig. 7 should be factored by a scale factor of 50 in prototype units. More explanations about centrifuge modeling tests and scaling laws could be referred to Kutter (1992). In prototype terms, this model represents a superstructure mass of 1.44 ton and pile head mass of 1.12 ton supported by a 317 mm diameter steel pipe having a wall thickness of 10 mm. Santa Cruz during the 1989 Loma Prieta Earthquake was used to excite the base of the centrifuge mode. 

Figure 7: Configuration of Centrifuge model test (Wang et al 1998) 

Table – 1 shows the conditions and methods in two different numerical cases used by Wang et al (1998) for simulation of  the centrifuge model  test results. All ABAQUS modeling and nonlinear analysis carried out using DRAIN­2D (Dynamic Response Analysis of Inelastic 2D structures, version 1.10­Prakash & Powell 1993). Dynamic motions of  the  free  field (which are  used  as  the  input  excitations  of  the  supports  in  ABAQUS  model)  carried  out  using SHAKE (Schnabel et al, 1972) which uses the equivalent linear procedure for nonlinear soil behavior 

Table 1: Input information for numerical cases 

Damping Model 

Damping Coefficient  P­Y Curves Generation  P­Y Strength 

Case A  Parallel  4  s B v ρ  Piecewise (Matlock)  Linear  . 1  ult x P 

Case B  Series  4  s B v ρ  Piecewise (Matlock)  Linear  . 1  ult x P 

Recorded  and  calculated  spectral  accelerations  for  above  cases  are  shown  in  Figs.  8  a,  b respectively.  In  Fig.  8a  it  is  seen  that  only  the  peak  acceleration  for  superstructure  is predicted well  by  the  results  of CASE A meanwhile  the  peak  acceleration  for  the  pile  head and frequency content for both locations (superstructure and pile head) are not well predicted. In  Fig.  8  b  it  is  seen  that  the  peak  acceleration  for  the  pile  head  and  frequency  content  for both  locations  (superstructure  and  pile  head)  are  well  predicted  and  only  the  peak acceleration  for  superstructure  is  predicted  dynamic  response  of  the  pile  at  pile  head  and superstructure  responses)  is  seen  in  CASE  B  which  series  radiation  damping  is  used. Comparing  the  response  spectra  for  Cases  A  and  B  (in  Figs.  8  a,  b)  it  is  concluded  that

Page 9: Dynamic Nonlinear Behavior of Fixed Offshore Jacket Piles

Dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles Mohamad Ahangar, Khosro Bargi, Hesam Sharifian, Morteza Safarnezhad 

International Journal of Civil and Structural Engineering  268 Volume 2 Issue 1 2011 

parallel  radiation  damping  acted  to  restrict  the  lateral  movement  of  the  pile  head  and therefore  resulted  in  a  stiffer  system  (higher  frequency  content)  than  for  the series  radiation damping. 

Figure 8a: Acceleration response spectra (Calculated in Case A) 

Figure 8b: Acceleration response spectra (Calculated in Case B) 

The  highest  peak  moment  in  CASE  a  is  about  29%  more  that  CASE  B  meanwhile  the location of  the highest peak moment  in CASE A (close  to ground surface)  is quite different that CASE B (about 2 m below ground surface). It should be noted that peak moment at the ground  surface  depends  primarily  on  the  superstructure  acceleration  and  coincidence  of  the natural  period  of  the  system  and  predominant  period  of  the  shaking.  Parallel  radiation damping  is  likely  to  produce  a  stiffer  system  than  series  radiation  damping  and  it  allows forces to bypass the hysteretic system through a parallel dashpot. Therefore parallel radiation damping  results  in a more  rapid  reduction  in bending moments with depth than is calculated using series radiation damping. 

6. References 

1.  Matlok,  H.  (1970),  “Correlations  for  design  of  laterally  loaded  piles  in  soft  clay”. Proceeding of the 2 nd Offshore Technology Conference, Huston, Tex., 1, pp 577­588. 

2.  El­Naggar, M.  H.  and  Bentley,  K.  J.  (2000),  “Dynamic  analysis  for  laterally  loaded piles and dynamic p­y curves”, Canadian Geotechnical Journal, 37, pp 1166­1183.

Page 10: Dynamic Nonlinear Behavior of Fixed Offshore Jacket Piles

Dynamic nonlinear behavior of fixed offshore jacket piles Mohamad Ahangar, Khosro Bargi, Hesam Sharifian, Morteza Safarnezhad 

International Journal of Civil and Structural Engineering  269 Volume 2 Issue 1 2011 

3.  Kutter  B.  L.,  (1992),  “Dynamic  centrifuge  modeling  of  geotechnical  structures”, Transp. Res. Rec. 1336, Transportation Research Board, Washington, D.C., pp 24­30. 

4.  Markis, M., Gazetas, G., (1992), “Dynamic pile soil pile interaction”. Part II, Lateral ans  seismic  response. Earthquake Engineering  and Structural Dynamics,  21,  pp 145­ 162. 

5.  Kaynia, A.  and Kausel, E.  (1982),  “Dynamic Stiffness  and Seismic Response of Pile Groups,” Rpt. R82­03, Massachusetts Inst. of Technology, Cambridge. 

6.  Gazetas,  G.  and  Doprby,  R.  (1984)  “Horizontal  response  of  piles  in  layered  soils”. Journal of Geotechnical Engineering, ASEC, 110(1), pp 20­40. 

7.  Fen,  K.,  Gazetas,  G.,  Kaynia,  A.,  Kausel,  E.,  and  Ahmed,  S.  (1991),  “Kinematic response  of  singl  piles  and  pile  groups”,  Journal  of  Geotech.  Eng., ASCE  117(12), 1860­1879. 

8.  El­Naggar, M. H. and Novak, M. (1996), “Nonlinear Analysis for dynamic lateral pile rssponse”. Journal of Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 14(4), pp 233­244. 

9.  Bentley,  K.  J.  and  Ei­Naggar,  M.  H.  (2000),  “Numerical  analysis  of  kinematic response of single piles”, Canadian Geotechnical Journal, 37, pp 1368­1382. 

10. Angelides, D.  C.  and Roesset,  J. M.,  (1980),  “Nonlinear  dynamic  stiffness  of  piles”, Research  report  R  80­13,  Dept.  of  Civil  Engineering,  MIT,  Cambridge, Massachusetts. 

11. El­Naggar,  M.  H.  and  Novak,  M.  (1995),  “Nonlinear  lateral  interaction  in  pile dynamics”, Journal of Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 14(3), pp 141­157. 

12. El­Naggar,  M.  H.  and  Novak,  M.  (1994),  “Nonlinear  model  for  dynamic  axial  pile response”. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 120 (2), pp 308­329. 

13. American  Petroleum  institute.  (2000),  “Recommended  practice  for  planning, designing and constructing fixed offshore platforms”. API Recommended Practice 2A (RP­2A). 21 st ed. American Petroleum Institute, Washington, D. C., pp 47­55. 

14. Parmele,  R. A.,  Penzien,  J.,  Scheffey,  C.  F.,  Seed,  H.  B.  and  Thiers,  G.  R.  (1964), “Seismic  effects  on  structures  supported  on  piles  extending  through  deep  sensitive clays”, Inst. Eng. Res., University of California, Berkeley, Rep. SEM 64­2. 

15. Kagawa,  T.,  and  Kraft,  L.  (1980),  “Seismic  P­Y  Responses  of  Flexible  Piles”,  J. Geotech. Eng., ASCE, 106(8), pp 899­918.