Investigations on the effect of geosynthetics on the deformation behavior of soil layers and stress distribution under static loading
The economical construction of the base course of pavements is always demanded. However, the quality of the constructed base course should be verified by field tests such as static and dynamic plate load tests as well as the in-situ CBR test, and the minimum required values should be reached. Therefore, reducing the thickness of the base course might not always be possible. However, various reinforcement methods such as geosynthetic reinforcement or lime stabilization can be applied to reduce the base course thickness and achieve the required indexes. Geosynthetics cause improvement in the deformation behavior of the base courses under loading. Furthermore, better distribution of stresses occurs within the geosyntheticreinforced base courses. This research studies the effect of different geosynthetics (geogrids, geocells, and geotextiles) on the deformation behavior and stress distribution of the base course. For this approach, the constructed base course materials in a scaled-test box in the laboratory have been investigated. Several indexes such as static and dynamic deformation moduli (Ev1, Ev2, and Evd) and CBR ratio have been measured to examine and compare the unreinforced and reinforced model tests. Moreover, settlements on top of the base course and at the subsoil and base course interface were captured. Four different test setups with different layouts were constructed and tested during the investigations. Besides the mentioned measurements, the vertical stresses within the base course and at the interface of the layers have also been recorded. For this purpose, conventional pressure cells and a tactile pressure mapping sensor were used. In general, the investigations show the positive effect of all geosynthetic types on reducing deformations in the base course under static loading. Additionally, it has been detected that the positive impact of all geosynthetic types increases by increasing the applied load. The stress measurement in most cases shows a more uniform stress distribution under the loading area via geosynthetic as well as wider stress spreading angles. The stress measurements via tactile pressure sensor provide interesting results on the stress distribution form and stress reduction on the subsoil by geosynthetics. The achieved results with both stress measurement methods are in good agreement.
Die wirtschaftliche Herstellung einer Tragschicht von Verkehrsflächen ist eine stetige Forderung. Die Qualität der gebauten Tragschicht sollte dabei durch Feldversuche, wie statische und dynamische Plattendruckversuche, sowie In-situ-CBR-Versuche überprüft und die geforderten Mindestwerte nachgewiesen werden. Eine Verringerung der Tragschichtdicke ist nicht immer möglich. Es können jedoch verschiedene Methoden, wie eine Bewehrung mit Geokunststoffen oder eine Kalkstabilisierung angewandt werden, um die Tragschichtdicke zu verringern und die erforderliche Tragfähigkeit zu erreichen. Geokunststoffe bewirken eine Verbesserung des Verformungsverhaltens der Tragschicht unter Belastung. Außerdem kommt es zu einer verbesserten Spannungsverteilung innerhalb der geokunststoffbewehrten Tragschicht. Diese Forschungsarbeit untersucht die Auswirkungen verschiedener Geokunststoffe (Geogitter, Geozellen und Geotextilien) auf das Verformungsverhalten und die Spannungsverteilung der Tragschicht. Für diesen Ansatz wurden die konstruierten Tragschichten in einer Versuchsanlage im Labor untersucht. Verschiedene Faktoren, wie statische und dynamische Verformungsmodule (Ev1, Ev2 und Evd), und CBR% wurden gemessen, um die bewehrten und unbewehrten Modellversuche zu untersuchen und zu vergleichen. Außerdem wurden die Setzungen auf der Tragschicht und an der Grenzfläche zwischen Untergrund und Tragschicht erfasst. Für die Untersuchungen wurden vier verschiedene Versuchsreihen mit unterschiedlichen Aufbauten konstruiert und getestet. Neben den genannten Messungen wurden auch die Vertikalspannungen innerhalb der Tragschicht und an den Grenzflächen der Schichten erfasst. Hierfür wurden konventionelle Druckmessdosen und ein Druckabbildungssensor eingesetzt. Grundsätzlich zeigen die Untersuchungen die positive Wirkung bei unterschiedlichen Geokunststoffen aufgrund reduzierter Verformungen in der Tragschicht unter statischer Belastung. Außerdem wurde festgestellt, dass die positive Wirkung bei allen Geokunststofftypen mit zunehmender Belastung steigt. Die Spannungsmessungen zeigen in den meisten Fällen eine gleichmäßigere Spannungsverteilung unter der Belastungsfläche durch die Verwendung von Geokunststoffen sowie größere Spannungsausbreitungswinkel. Die Spannungsmessung mittels Druckabbildungssensor liefert interessante Ergebnisse bezüglich der Spannungsverteilung sowie des Spannungsabbaus im Untergrund durch Geokunststoffe. Die mit beiden Spannungsmessverfahren erzielten Ergebnisse haben eine große Übereinstimmung.
Preview
Cite
Access Statistic
Rights
Use and reproduction:
