An Investigation of Failure Modes for Geosynthetic Reinforced Column Supported Embankments

N.N.S. Yapage, D.S. Liyanapathirana, C.J. Leo, H.G. Poulos, R.B. Kelly

In the proceedings of: GeoManitoba 2012: 65th Canadian Geotechnical Conference

Session: M2A - Ground Improvement

ABSTRACT: Current design procedures for geosynthetic reinforced column supported (GRCS) embankments only consider the sliding failure for external stability and the shear failure of deep cement mixed (DCM) columns for internal stability. It is recently found that there are some other failure modes such as collapse failure, slip circle failure, punching shear failure around column heads (overall or local), and bending failure of DCM columns are also significant for GRCS embankments. However, still there are uncertainties in identifying the critical failure modes for these embankments. Hence, this paper investigates some failure modes for GRCS embankments using the Finite element method (FEM). The embankment and traffic loads are gradually increased to bring the model to the verge of failure. Bending failure of DCM columns and subsequent shear failure for internal stability, local punching failure, overall punching failure and excessive total settlement failureare identified from the finite element analysis results and discussed in detail.

RÉSUMÉ: Les procédures de conception actuelles pour géosynthétique colonne renforcée en charge (GRCS) remblais ne considère que l'échec de glissement pour la stabilité externe et la rupture par cisaillement de profondes ciment mixtes (DCM) des colonnes pour la stabilité interne. Il est récemment découvert qu'il existe des modes de défaillanced'autres telles que l'insuffisance effondrement, l'échec du cercle de glissement, une rupture par poinçonnement de cisaillement autour des têtes de colonnes (globale ou locale), et l'échec de flexion des colonnes de DCM sont également importants pour les remblais GRCS. Cependant, il ya encore des incertitudes dans l'identification desmodes de défaillance critiques pour ces remblais. Par conséquent, cet article étudiecertains modes de défaillance pour remblais GRCS en utilisant la méthode des éléments finis (FEM). Le remblai et des charges de trafic sont progressivementaugmentés pour porter le modèle au bord de la panne. L'échec à la flexion des colonnesde DCM et après rupture en cisaillement pour la stabilité interne, l'échec de perforationlocale, d'échec global de poing et excessive failureare règlement total identifié à partir des résultats d'analyse par éléments finis et discutés en détail.

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