A modelling study on the behavior of polymer strip reinforced earth retaining wall under static loads

Abstract

Polimer şerit (PS) donatılı toprak istinat duvarları (RSRW), inşaat hızı, kullanım kolaylığı, estetik çekicilik ve düşük maliyet nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. İnşaattan önce bu tür duvarların deformasyon davranışını tahmin etmek oldukça önemlidir. Bu çalışmada ilk olarak, PS-RSRW'nin tam ölçekli bir saha modeli oluşturulmuş ve enstrümante edilmiştir. Deneysel sonuca göre, ölçülen maksimum yer değiştirmeler, duvarın tepesinden aşağıya yüksekliğin %30'una denk gelen bir noktada meydana gelmiştir. Donatılardaki maksimum gerilme yükleri, duvar yüzeyinden duvar yüksekliğinin %40'ı kadar bir mesafede ölçülmüştür. Daha sonra, iki boyutlu (2D) sonlu eleman modeli (FEM) oluşturuldu ve arazi modelinden alınan deneysel verilerle kalibre edildi. Duvar önyüzünde öngörülen yer değiştirmeler, ölçülen deformasyonlarla makul bir uyum gösterdi. Onaylanmış FEM'den hesaplanan donatı yükleri de teorik yöntemlerle karşılaştırıldı. Son olarak, farklı yüksekliklere sahip RSRW, dolgu ve donatı için kullanılan çeşitli malzeme kombinasyonları ile sayısal olarak modellenmiştir. Duvar yüksekliği (H), donatı uzunluğu (L) ve donatı aralığı (Sv) gibi parametrelerin yatay duvar yer değiştirmesi ve donatı yükleri üzerindeki etkileri parametrik analizlerle araştırılmıştır.

Polymer strip (PS) reinforced soil retaining walls (RSRW) are in common use due to the associated construction speed, ease of use, aesthetic appeal and low cost. It is quite significant to estimate the deformation behavior of this types of walls before construction. In this study, firstly, a full-scale field model of PS-RSRW was constructed and instrumented. According to the experimental result, the maximum measured displacements occurred at 30% of the height down from the top of the wall. The maximum tensile loads in the reinforcements were measured at a distance of 40% of the wall height from the face of the wall. Then, a two-dimensional (2D) finite element model (FEM) was established and calibrated with experimental data from the field model. The predicted displacements of the wall facing showed reasonable agreement with the measured deformations. The reinforcement loads calculated from the validated FEM were also compared with theoretical methods. Finally, RSRW having different heights were numerically modeled with various combinations of materials utilized for filling and reinforcement. The effects of parameters such as wall height (H), reinforcement length (L) and reinforcement interval (Sv) on the horizontal wall displacement and on the reinforcement loads are investigated through parametric analyses.