Triaxialversuche an geogitterstabilisierten Materialien

Im Anschluss an unseren letzten Blog schauen wir uns dieses Mal an, wie wichtig triaxiale Großversuche für die Vorhersage der Leistung von ungebundenen Schichten sind, die mit Geogittern mechanisch stabilisiert werden.

Ground Coffee - Triaxialversuche mit Geogittern. Andrew Lees besucht Tensar‘s spezielles Triaxialgerät

Typischerweise charakterisieren Finite-Elemente-Analyse-Modelle (FEA), die in der geotechnischen Bemessung verwendet werden, Geogitter hinsichtlich ihrer Dehnungs- Festigkeitseigenschaften an der Luft und kombinieren dies mit den mechanischen Eigenschaften des Bodens ohne Geogitter, die häufig mit triaxialen Tests gemessen werden.

Dieser Ansatz kann jedoch zu einer erheblichen Unterprognose der Geogitterleistung führen, insbesondere bei stabilisierenden Geogittern. Denn deren Leistungsfähigkeit hängt entscheidend von der Wechselwirkung zwischen den Gesteinskörnungen und den Geogitteröffnungen ("mechanische Verzahnung") ab.

Triaxialversuche von Schüttmaterial und Geogitter zusammen eliminieren diese Fehler, weil sie die Leistung im Verbund messen. Solche Versuche müssen jedoch in einem viel größeren Maßstab durchgeführt werden, um Partikelgrößeneffekte zu erfassen. Deshalb setzen wir typischerweise Proben mit einem Durchmesser von 0,5 m und einer Länge von 1 m ein, wobei eine einzelne Scheibe (oder mehr) Geogitter in dem trockenen, verdichteten Schüttmaterial platziert wird.

Das Einbringen einer so großen Probe in eine wassergefüllte Zelle (wie bei herkömmlichen triaxialen Tests) wäre aufwändig und teuer. Stattdessen wird die Probe in eine Gummimembran eingeschlossen und ein Vakuum angelegt, um eine Manteldruck von bis zu 80 kPa zu erzeugen.

Tensar verwendet triaxiale Grossversuche zur Entwicklung der T-Value-Methode für die Bemessung von Arbeitsplattformen. Fünfhundert groß angelegte Triaxialversuche mit verschiedenen Kombinationen von Gesteinskörnungen und Geogittern bestätigten die Messbarkeit des Stabilisierungseffektes.

Die Ergebnisse zeigten, dass die maximale Scherfestigkeit in geogitterstabilisierten Gesteinskörnungen im Vergleich zu nicht stabilisierten Gesteinskörnungen erhöht ist. Mit anderen Worten, es wird mehr Spannung benötigt, um die Probe zu scheren und zu dehnen, und größere Dehnungen werden benötigt, um eine signifikante Destabilisierung des geogitterstabilisierten Materials im Vergleich zum nicht stabilisierten Material zu bewirken.

Verifizierung durch Feldversuche

Die Methode wurde dann Feldversuchen im Großmaßstab an einem britischen Standort und an der University of Saskatchewan in Kanada unterzogen, wo Plattendruckversuche im Großmaßstab durchgeführt wurden – Sie können dies hier in Aktion sehen.

Möchten Sie die T-Value-Methode auf ein Bauvorhaben anwenden?

Dann schicken Sie uns eine Nachricht oder sprechen Sie uns an.