| AutorIn | | Name: | Guoping Lei | Betreuer| Name: | Univ.Prof. Dr.Ing. Wei Wu | | Herkunftsbetrieb: | | | 1.Beurteilende(r) | | Name: | Prof. Ga Zhang | | Herkunftsbetrieb: | | | 2.Beurteilende(r) | | Name: | Prof. Huiming Tang | | Herkunftsbetrieb: | | | Arbeit | | Typ der Arbeit: | Dissertation | | Sprache der Arbeit: | Englisch | | Titel der Arbeit in Originalsprache: | On slope stabilization by piles: Centrifuge tests, Numerical simulation and Analytical method | | Titel der Arbeit in deutsch: | An der Hangstabilisierung durch Pfähle: Zentrifugentests, numerische Simulation und analytische Methode | | Titel der Arbeit in englisch: | On slope stabilization by piles: Centrifuge tests, Numerical simulation and Analytical method | | Publikationsmonat: | 10.2018 | | Seitenanzahl: | 216 | | Volltext | | Volltext der Arbeit: | Volltext der Arbeit im PDF-Format laden | | Online-Katalog der Universitätsbibliothek Bodenkultur | | AC-Nummer: | AC15214213 | | Abstract | | Abstract in Deutsch: | Aufgelöste Pfahlreihen werden häufig verwendet um Böschungen zu stabilisieren. In dieser Arbeit wird die Pfahl-Boden-Wechselwirkung durch Zentrifugenmodellversuche und numerische Simulation untersucht. Zentrifugenversuche wurden an einer 45° geneigten Modellböschung durchgeführt, die durch eine Reihe von Pfählen stabilisiert wurde. Vier verschiedene Versagensarten wurden identifiziert und ihre Beziehungen zu Pfahlabstand, Biegesteifigkeit, Schlankheit und Hanglänge wurden aufgezeigt. Bei Pfählen mit einer geringeren Biegesteifigkeit wird der obere Teil des Pfahls unwirksam und die Gesamtstabilität der Böschung wird reduziert. Bei einer höheren relativen Pfahlsteifigkeit, die durch Verringerung der Pfahlschlankheit erreicht werden kann, werden eine effektivere Verstärkung der Böschung und ein höherer Bodendruck hervorgerufen. Die Anwendung von in der Tiefe vergrabenen Pfählen erweist sich als eine gute Alternative, wenn flexible Pfähle in tiefsitzendem Erdrutsch verwendet werden. Numerische Simulationen zeigen, dass der Bodendruck auf den Pfahl im frühen Stadium der Bodenbewegung aufgrund der schnellen Mobilisierung des Bodendrucks in der tiefen Bodenschicht schnell ansteigt. Der kritische Pfahlabstand liegt zwischen 3 und 4-fachem Pfahldurchmesser, was gut mit den Ergebnissen aus den Zentrifugenvesuchen übereinstimmt. Die Beobachtungen des flexiblen Pfahlverhaltens und seine Beziehungen zur Pfahlschlankheit und Pfahlbiegesteifigkeit werden ebenfalls durch die numerische Simulation bestätigt. Eine Zunahme des flexiblen Pfahlverhaltens wird beobachtet, wenn eine stärker gleitende Bodenschicht oder eine schwächere stabile Bodenschicht verwendet wird. Gemäß der Analyse der Bodenspannungen wird die Theorie der plastischen Verformung für den endgültigen Bodendruck auf dem Pfahl modifiziert. Schließlich wird ein Verformungskeilmodell eingeführt. Seine Fähigkeit, das flexible Pfahlverhaltens zu erfassen, wird durch Vergleiche mit numerischen Modellen und zwei dokumentierten Fallstudien verifiziert. | | Abstract in Englisch: | Rows of discrete piles are widely used to stabilize slopes. The pile-soil interaction is studied through centrifuge tests and numerical simulation. Centrifuge tests were conducted on a 45° slope reinforced by a row of piles. Four different failure modes are identified and their relations with pile spacing, bending stiffness, slenderness and up-slope soil length have been revealed. For piles with a low bending stiffness, the top part of the pile becomes ineffective and the overall slope stability is reduced. With higher relative pile stiffness, which can be achieved by reducing the pile slenderness, more effective reinforcement and relative higher soil pressure are obtained. The application of deep-buried piles is proven to be a good alternative when flexible piles are used in deep-seated landslide. Numerical simulations show that the lateral force on the pile increases rapidly in the early stage of soil movement due to the quick mobilisation of soil pressure in the deep soil. The critical pile spacing is found to be between 3 and 4 times the pile diameter, which agrees well with the observation in the centrifuge tests. The observations of flexible pile behaviour and its relationships to pile slenderness and pile bending stiffness are also confirmed by the numerical simulation. An increase in flexible pile behaviour is observed when a stronger sliding soil layer or weaker stable soil layer is used. According to the analysis of soil stresses, the plastic deformation theory for the ultimate soil pressure on the pile is modified. Lastly, a strain wedge model is introduced. Its ability to capture the flexible pile behaviour is verified by comparing it with the numerical models and two reported case studies. | | Schlagworte | | Schlagwörter Deutsch: | Hangstabilisierung, Pfähle, Zentrifugentests, Pfahlbiegesteifigkeit, Pfahlschlankheit, tief vergrabene Pfähle, numerische Simulation, Pfahlverhalten, Verformungskeilmodell | | Schlagwörter Englisch: | Slope stabilization, piles, centrifuge tests, pile bending stiffness, pile slenderness, deep-buried piles, numerical simulation, pile behavior, strain wedge model | | Sonstiges | | Signatur: | D-20587 | | Organisationseinheit, auf der die Arbeit eingereicht wird: | H87300 Institut für Geotechnik (IGT) | |
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