Betreuer| Name: | Univ.Prof. Dr.Ing. Wei Wu |
| Herkunftsbetrieb: | |
| 1.Beurteilende*r |
| Name: | Prof. Ga Zhang |
| Herkunftsbetrieb: | |
| 2.Beurteilende*r |
| Name: | Prof. Ph.D. Limin Zhang |
| Herkunftsbetrieb: | |
| 1. Berater |
| Name: | Em.O.Univ.Prof. Dr.phil. Florin Florineth |
| Herkunftsbetrieb: | |
| Arbeit |
| Typ der Arbeit: | Dissertation |
| Sprache der Arbeit: | Englisch |
| Titel der Arbeit in Originalsprache: | A Study on Fibre and Grass Slope Stabilization |
| Titel der Arbeit in deutsch: | Forschung von Faser- und Wurzeldichten verstaerkte Haenge
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| Titel der Arbeit in englisch: | A Study on Fibre and Grass Slope Stabilization |
| Publikationsmonat: | 09.2021 |
| Seitenanzahl: | 150 |
| Volltext |
| Volltext der Arbeit: | Volltext der Arbeit im PDF-Format laden |
| Online-Katalog der Universitätsbibliothek Bodenkultur |
| AC-Nummer: | AC16386725 |
| Abstract |
| Abstract in Deutsch: | Weltweit verursachen Rutschungen und Muren große Schäden. Die Datenlage dazu ist jedoch sehr dürftig, da die Daten meistens lückenhaft bzw. nicht zur Verfügungen stehen. Die physikalische Modellierung vor allem der Zentrifugenmodellversuch bietet ein gutes Werkzeug, um die komplexen Mechanismen zu untersuchen. In dieser Arbeit wird die Stabilität von faserbewehrten bzw. durchwurzelten Böschungen aus leimigem Sand mit Hilfe von der Zentrifugenanlage an der Boku untersucht. Zunächst wurde die Scherfestigkeit der Böden mit verschiedenen Faser- und Wurzeldichten bei unterschiedlichen Einbaudichten mittels Rahmenscherversuchen und triaxialen Scherversuchen ermittelt. Anschließend wurden bewehrte so wie unbewehrte Modellböschungen in der Zentrifuge durch unterschiedlichen Beschleunigungen beansprucht. Die Bruchmechanismen wurden mit Hilfe von PIV untersucht. Es zeigt sich, dass die bewehrten Böschungen eine höhere Stabilität aufweisen. Dabei spielen die Lage sowie die Dichte der Bewehrungen eine entscheidende Rolle. Die Ergebnisse der Modellversuche können als Grundlage für die numerischen Simulationen von bewehrten Böschungen dienen.
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| Abstract in Englisch: | Landslides in form of slope failure cause huge loss in life and property worldwide. However, well documented database is often rather scanty since many data are not available, e.g. morphology, meteorological data, hydro-mechanical properties of soil, reinforcement by plant roots etc.
Therefore, physical modelling offers an interesting and cost effective
alternative.
In this thesis, the hydro-mechanical effects of reinforcements on the stability of model slopes are considered. The model slopes consist of silty sand in loose conditions. At first, reinforced sand specimens with various void ratios and fibre- and root densities were tested with the direct shear apparatus and the triaxial shear test. Moreover some tensile strength tests were also performed. Contrary to many previous studies, the focus in this study was on low confining pressures to mimic the stress state near ground surface.
Centrifuge model tests were conducted on model slopes with different fibre- and root densities at different locations along the slope. It is observed that failure is delayed by the presence of reinforcement. The location and density of the reinforcement play a key role in the slope behaviour as indicated by the location of the shear band and the displacement. The centrifuge tests in combination with the limit equilibrium analysis indicate that root stretching, root slippage or the progressive breaking of roots (fibre bundle model) are the major mechanisms that need to be taken into account in order to estimate the added soil strength from vegetation. Our model tests show that the well-known Wu's model gives rise to an overestimation of the soil strength provided by roots. Therefore, some corrections are introduced. The correction factors suggested for Wu's model are 0.48 to 0.85 for Hordeum Vulgare species and 0.52 to 0.63 for Poa Pratensis species. The outcomes of the physical tests can be used as benchmark for the numerical modelling of reinforced slopes. |
| Schlagworte |
| Schlagwörter Deutsch: | physikalische Modellierung, durchwurzelten Boschungen, Faser- und Wurzeldichten, geotechnischen Zentrifuge
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| Schlagwörter Englisch: | Slope instability, Fibre- Grass reinforcement, Geotechnical Centrifuge |
| Sonstiges |
| Signatur: | D-22769 |
| Organisationseinheit, auf der die Arbeit eingereicht wird: | H87300 Institut für Geotechnik (IGT) |
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