Three-Dimensional Finite Element Analysis of Soil-Geogrid Interaction under Pull-out Loading Condition

Mahmoud G. Hussein, Mohamed A. Meguid

In the proceedings of: GeoMontréal 2013: 66th Canadian Geotechnical Conference; 11th joint with IAH-CNC

Session: Posters - Geotechnical

ABSTRACT: Soil reinforcement has rapidly become one of the most common soil improvement techniques used in geotechnical engineering applications. Understanding the behaviour of a geogrid layer subjected to pullout condition is considered to be crucial to any successful design. In this paper, a 3D nonlinear finite element analysis is conducted using ABAQUS to investigate the role of different parameters that affect the soil-geogrid interaction. The 3D geometry of the geogrid material is explicitly modelled in the analysis to capture the different sources of interaction between the soil and the reinforcing layer. In addition, the effects of different numerical parameters that contribute to the soil-geogrid interaction, including the contact modeling technique, material model and the coefficient of friction are examined. Finally, conclusions are extracted to identify the most suitable and economic technique to numerically simulate the 3D features of the soil-geogrid interaction under pull-out loading condition.

RÉSUMÉ: Le renforcement des sols par géogrille est couramment une des méthodes d'amélioration des sols utilisés dans applications de géotechnique. Pour une meilleure conception, ceci nécessite une connaissance approfondie du comportement de la couche de géogrille sous l'effet d'arrachement. Dans cet article, une analyse 3D par éléments finis non linéaires est effectuée en utilisant ABAQUS pour étudier l'effet des différents paramètres qui contrôlent l'interaction sol-géogrille. La géometrie de la géogrille en 3D est modélisée en détails dans l'analyse afin d'évaluer les différentes sources de l'interaction entre le sol et la couche de renforcement. Aussi, les facteurs de différents paramètres numériques qui contribuent à l'interaction sol-géogrille, y compris la technique de contact de la modélisation, la modèle de matériau, et le coefficient de frottement sont examinés. Finalement, des conclusions sont tirées afin d'identifier la technique la plus appropriée et économique pour modéliser en 3D les caractéristiques de l'interaction sol-géogrille en cas de chargement d'arrachement.

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