Estimation of tensile loads in geogrid specimens tested in a transparent granular soil

Fawzy Ezzein, Richard J. Bathurst

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

Session: Geosynthetics - Wall Reinforcement

ABSTRACT: The performance of geogrid reinforced soil structures is dependent on reinforcement type, geometry, the inherent load-strain-time properties of the polymeric geogrid material, the soil and soil-reinforcement interaction mechanisms. The interaction mechanisms are complex and not fully understood. In order to ensure accurate and practical design methods and for accurate numerical modeling, load-strain-time models are required to compute load transfer at the interface between the soil and geogrid reinforcement. However, innovative techniques are required to directly observe and measure relative deformations between a geogrid specimen and the surrounding soil. This paper is a continuation of earlier work reported by the writers that introduced a transparent granular soil and a novel pullout box apparatus to visually observe in-situ deformations of geogrid specimens during pullout. The current study reports example pullout test results. A non-linear three-component elasto-viscoplastic model is used to convert strains from image analysis of the geogrid specimens to tensile load along the length of the reinforcement. This step is a necessary precursor to the long-term objective to develop a reinforcement-soil interaction model for geogrid reinforced soil walls and slopes.

RÉSUMÉ: La performance des structures en sols renforcés de géogrilles dépend du type de renforcements, de la géométrie, des propriétés intrinsèques charge-déformation-temps du matériau polymérique de la géogrille, du sol et des mécanismes d™interaction sol-renforcement. Les mécanismens d™interaction sont complexes et ne sont pas pleinement compris. Pour assurer des méthodes de design rigoureuses et pratiques et pour la modélisation numérique exacte, des modèles charge-déformation-temps sont requis pour calculer le transfert de charge à l™interface entre le sol et la géogrille de renforcement. Des techniques novatrices sont cependant requise pour observer et mesurer directement les déformations relatives entre un spécimen de géogrille et le sol encaissant. Cet article est une continuation de travaux antérieurs rapportés par les auteurs, qui ont introduit un sol granulaire transparent et une nouvelle boite d™arrachement permettant l™observation visuelle des déformations in-situ d™un spécimen de géogrille durant l™arrachement. L™étude présente rapporte des exemples de résultats d™essais d™arrachement. Un modèle élasto-plastique non-linéaire à trois composantes est utilisé pour convertir les déformations de la géogrille tirées de l™analyse d™image, en charges de traction tout le long du renforcement. Cette étape est un précurseur nécéssaire à l™objectif à long terme qui est de développer un modèle d™interaction sol-renforcement pour les murs et pentes renforcés de géogrille.

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