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Bemessungsgrundlagen für das Bewehren mit Geokunststoffen

Abstract:

Zusammenfassung


Geokunststoffbewehrte Konstruktionen bieten eine qualitativ hochstehende und wirtschaftliche Alternative zu massiven Bauwerken aus Beton, Steinblöcken etc. Es liegt im Interesse der Planer, der Hersteller von Bewehrungsprodukten, der Anbieter von ganzen Systemen sowie der Auftraggeber, dass die Bemessung geotextilbewehrter Bauwerke nach einheitlichen Richtlinien und Sicherheitsstandards erfolgt.

Ziel ist die Erarbeitung von Bemessungsgrundsätzen und -richtlinien, nach denen die Nachweise der Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit von geotextilbewehrten Konstruktionen zu führen sind. Dazu gehört die Festlegung des Bauprojekt-Ablaufes von der Erfassung der Randbedingungen über die eigentliche Bemessung, die konstruktive Ausbildung, die Wahl der Baustoffe mit den zugehörenden Anforderungen bis zur Qualitätssicherung. Die Forschungsergebnisse dienen als Basis für eine entsprechende Norm.

Zur Bemessung von geokunststoffbewehrten Konstruktionen und Verstärkungen existieren die verschiedensten Ansätze. Bei den Lösungskonzepten ist zu unterscheiden zwischen Anwendungen, in welchen Geokunststoffe im klassischen Sinn als Bewehrungselemente eingesetzt werden (bewehrte Stützkonstruktionen, Dämme mit statischer Belastung), und solchen mit einer Geokunststoff-Verstärkung von eher dünnen Schichten, welche meist unter dynamischer Belastung stehen (Fundationsschichten von Verkehrswegen).

Primär ist zu klären, wie weit zur Verbesserung der Verdichtungseigenschaften von Fundationsschichten auf weichem Untergrund und zur Tragfähigkeit mit Langzeitwirkung beitragen. Feld- und Laborversuche konzentrieren sich daher auf diesen Teilbereich. Typische geokunststoffbewehrte Konstruktionen werden mit Finiten Elementen modelliert. Die Labor- und Feldresultate werden zur Validierung der Berechnungsmethode und der Parameterwahl herangezogen. Die Auswertung verfolgt das Ziel, Grundlagen für eine zukünftige Norm "Bewehren mit Geokunststoffen" zu schaffen, welche den Stand der Technik und neueste Ergebnisse fremder und eigener Forschung berücksichtigt.


Abstract


Geosynthetic reinforced structures represent a high quality and economic alternative to concrete, stone block and other large scale constructions. It is in the interest of planners, manufacturers of reinforcing products, suppliers of entire systems and clients to have geosynthetic reinforced constructions designed following unitary guidelines and safety standards.

The aim is the elaboration of basics and guidelines for the design, according to which the evidence of safe load and practical performance of geosynthetic reinforced constructions should be given. That includes the definition of the process of a construction project, from the definition of the boundary conditions to the design, constructive implementation, selection of building materials with the corresponding requirements, up to quality assurance. A draft standard will be based on the results of the research.

There are various approaches regarding the design of geosynthetic reinforced structures and reinforcement. Applications in which geosynthetics are classically used as reinforcing elements (reinforced retaining structures, embankments under static load) and elements with a geosynthetic reinforcement for rather thin layers, which are mostly subjected to dynamic loads (foundation layers of roads and railroads) must be differentiated between in developing design concepts.

Questions remain especially about improving the densifying properties of foundation layers on soft subgrade and about long-term bearing capacity. Field and laboratory tests therefore concentrate on this sector. Typical geosynthetic reinforced structures are modelled with finite elements. Laboratory and field test results are used to validate the calculation method and the selection of parameters. The assessment aims at the creation of the basis for a future standard for geosynthetic reinforcement, which will take the state of the art and the latest results of external and own research into account.



Abb.1 Steilböschung.

Abb. 2 Stützbauwerk.

Abb. 3 Dammaufstandsfläche.

Abb. 4 Fundationsschicht.

Authors:

Springman, Sarah M. and Mayor, Pierre-André and Banjac, Robert and Weber, Thomas M.

Index Terms:

SoilGroup; FEM analyses; earth reinforcement; geotextiles; reinforced soil walls; Geokunststoffbewehrte Konstruktionen; Geokunststoffe; Banjac, Robert; Mayor, Pierre-Andre; Springman, Sarah M.; Weber, Thomas

Further Information:

Date published: 2002