Eine experimentelle Studie zur Festigkeitsverbesserung ausgedehnter Untergründe durch Polypropylenfasern und Geogitterverstärkung

Mar 06, 2024

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 6685 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Bei der schnellen Entwicklung der Infrastruktur kommt es häufig zu lockeren Untergründen, die sich nur schwer auf Bautätigkeiten übertragen lassen. Um das Quell-Schwindverhalten der expansiven Untergründe zu kontrollieren, werden zahlreiche Gegenmaßnahmen entwickelt. Die mechanische Stabilisierung der ausgedehnten Untergründe durch die Verstärkung mit der Polypropylenfaser und dem Geogitter ist nachhaltig. Geogitter und Polypropylenfasern wurden in großem Umfang verwendet, um das weitläufige Untergrund und die Fundamente einzeln zu verstärken. Die Polypropylenfaserverstärkung verbesserte die Zugfestigkeitskapazität der verstärkten, ausgedehnten Untergründe, während die Geogitterverstärkung die schnelle mechanische Stabilisierungstechnik darstellt, die die Fahrbahnausfälle reduziert. In dieser Untersuchung wurde die kombinierte Wirkung der Verstärkung aus Polypropylenfasern und Geogittern zur Stabilisierung der Fahrbahnuntergründe bewertet. Die verschiedenen mechanischen Festigkeitstests wie die uneingeschränkte Druckfestigkeit (UCS) und der große direkte Scherkastentest wurden durchgeführt, um die mechanische Wechselwirkung zwischen expansiven Untergründen, Polypropylenfasern, dreiachsigem Geogitter und zweiachsigem Geogitter an der Schnittstelle zu bewerten. Die Polypropylenfaser mit einer Länge von 12 mm wurde in Anteilen von 0,25 %, 0,5 % und 1,0 % sowie eine einzelne Geogitterschicht in der Mitte verwendet. Das Ergebnis zeigt, dass die Scherfestigkeit verstärkter Untergründe mit einer Schicht aus biaxialem/triaxialem Geogitter und Polypropylenfasern um 177 % steigt. Es wurde auch beobachtet, dass die uneingeschränkte Druckfestigkeit der expansiven Untergründe durch die Einbeziehung von Polypropylenfasern mit Geogittern in verschiedenen Kombinationen um 3,8–139,6 % zunahm. Die kombinierte Bewehrungsmethode stellt eine wirksame Behandlungsmethode dar, um die Eigenschaften ausgedehnter Untergründe zu verbessern.

Expansive Untergründe zeichnen sich dadurch aus, dass sie ihr Volumen mit der Änderung des Wassergehalts ändern. Diese Volumenänderung wird als Quell-Schrumpf-Verhalten von expansiven Untergründen bezeichnet, und daher werden expansive Untergründe auch als Quell-Schrumpf-Untergründe bezeichnet1,2,3,4. Beeinträchtigungen des Straßenbelags sind eine der Auswirkungen von ausgedehntem Boden in der Unterbauschicht5,6,7. Im trockenen Zustand lösen expansive Untergründe Schwindrisse aus, die sich durch das Fahrbahnsystem ausbreiten und im Falle der Fahrbahnoberfläche zu Längs-, Quer- und Ermüdungsrissen sowie Spurrillen führen8. Bauwerke erleiden auch vergleichsweise große Schäden, wenn sie auf hochplastischen Tonuntergründen errichtet werden, da solche Untergründe Zyklen der Benetzung und Trocknung unterliegen. Daher sind solche Eigenschaften ausgedehnter, feinkörniger Untergründe einer der Hauptgründe, die zu Rissen, Belastungen und den meisten Schäden führen9.

Ausgedehnte Untergründe liegen hauptsächlich im zentralen und westlichen Teil und bedecken mehr als 15–20 % der geografischen Fläche Indiens10,11. Expansive Untergründe werden auch als schwache Untergründe bezeichnet, da der nach oben gerichtete Quelldruck den Feuchtigkeitsgehalt der expansiven Untergründe erhöht, was zum Versagen führt. Die technischen Eigenschaften der ausgedehnten Untergründe werden durch verschiedene Verstärkungsmethoden verbessert. Es werden zahlreiche Gegenmaßnahmen entwickelt, um das Quell-Schwindungs-Verhalten der expansiven Untergründe zu kontrollieren12,13,14,15,16,17,18,19. Die Geogitterverstärkung ist eine weitere weit verbreitete Methode zur Verbesserung der technischen Eigenschaften schwacher Untergründe20,21,22,23. Das Geogitter verbessert die technischen Eigenschaften des Fundaments durch mechanische Stabilisierung24,25,26,27. Es wurden mehrere Studien durchgeführt, um das Verhalten geosynthetisch verstärkter expansiver Untergründe zu verstehen21,28,29,30,31,32. Der Einsatz von Geogittern verbessert die Lebensdauer der Fahrbahnstruktur durch Reduzierung der reflektierenden Risse und Verstärkung der Untergrundmaterialien33,34,35,36,37,38. Die von Jahandari et al.39 durchgeführte Studie präsentierte die Langzeitleistung der mit Geogittern verstärkten expansiven Untergründe und zeigte eine nachhaltige Nutzung des Geogitters zur Verstärkung der mit Kalk behandelten expansiven Untergründe. In ähnlicher Weise untersuchten Chenari et al.40 die kombinierte Wirkung von Geogittern und verbrauchtem Polystyrol (EPS), um das zyklische Grenzflächenverhalten von verstärkten expansiven Untergründen zu verbessern. Die Langzeitleistungsanalyse geosynthetisch verstärkter expansiver Untergründe wurde von Roodi und Zornberg24 untersucht und zeigt, dass die Methode kosteneffektiv und nachhaltig ist.

Als weitere kostengünstige und geeignete Methode hat sich die Faserverstärkung der raumgreifenden Untergründe erwiesen. Verschiedene Forscher führten umfangreiche Studien durch, um die Wirksamkeit der Faser bei der Verbesserung der Lebensdauer der expansiven Untergründe zu untersuchen41,42,43,44,45,46. Die aus Kunststoffabfällen bestehende Polypropylenfaser wurde effektiv als Verstärkung verwendet47,48,49,50,51. Tiwari et al.52 untersuchten die Wirkung von Polypropylenfasern auf die Verstärkung der expansiven Untergründe, die mit Silikastaub stabilisiert wurden, und stellten eine signifikante Verbesserung der technischen Eigenschaften bei Frost-Tau-Zyklen fest. Deng et al.53 untersuchten die Wirkung von Polypropylenfasern auf die Verstärkung ausgedehnter Untergründe und stellten fest, dass die Festigkeit mit zunehmender Faserlänge bei optimalem Feuchtigkeitsgehalt zunahm.

Es wurde beobachtet, dass verschiedene Forscher die kombinierte Wirkung verschiedener Materialien mit dem Geogitter untersucht haben, um Nachhaltigkeit zu erreichen. Allerdings wurde die kombinierte Wirkung von Polypropylenfasern und Geogittern nicht ausreichend untersucht. Das Grenzflächenverhalten und die Scherfestigkeitseigenschaften von expansiven Untergründen mit Polypropylenfasern und Geogittern sind kaum erforscht. Um die kombinierte Verstärkung von Fasern und Geogittern zu untersuchen, wurde daher im Rahmen dieser Forschung eine detaillierte experimentelle Studie durchgeführt. Die Polypropylenfaser und der Geogittereffekt wurden durch uneingeschränkte Druckfestigkeitstests und große direkte Schertests untersucht. Die Scherfestigkeit wurde beurteilt, indem das zwei- und dreiachsige Geogitter in der Mitte platziert und die ausgedehnten Untergründe mit 0,25 %, 0,50 % und 1,0 % Polypropylenfasern verstärkt wurden.

Die in dieser Untersuchung verwendeten Untergrundmaterialien wurden in Madhya Pradesh (Indien) gesammelt. Die Indexeigenschaften der gesammelten expansiven Untergründe wurden untersucht und es wurde beobachtet, dass die Untergründe gemäß dem einheitlichen Bodenklassifizierungssystem (USCS) als Ton mit hoher Plastizität (CH) klassifiziert sind. Die Korngrößenverteilung der erhaltenen expansiven Untergründe zeigt das Vorhandensein von Ton (71,5 %), Schluff (24,5 %) und Sand (4,0 %). Das Vorhandensein eines höheren Tongehalts führt zu einem höheren Quelldruck; Daher wurde ein Free-Swell-Index von 120 % beobachtet. Die Indexeigenschaften der in der Studie berücksichtigten Untergründe sind in Tabelle 1 dargestellt.

In dieser Untersuchung wurden 12 mm lange Polypropylenfasern aus Kunststoffabfällen berücksichtigt. Es werden Fasern mit einem Schmelzpunkt von 165 °C und einer Schüttdichte von 910 kg/m3 verwendet. PP-Fasern haben eine höhere Zugfestigkeit und sind nicht korrodierend. Verschiedene Eigenschaften der in dieser Studie betrachteten PP-Faser sind in Tabelle 2 aufgeführt.

In der Studie wurden biaxiale und triaxiale Polypropylen-Geogitter verwendet, die durch Stanz-, Zieh- und Extrusionsverfahren einstückig geformt wurden, wie in Abb. 1 dargestellt. Indexeigenschaften von zweiachsigen und dreiachsigen Geogittern werden in den Tabellen 3 und 4 nach Angaben von Tensar Geosynthetics India Pvt. dargestellt. GmbH.

Zweiachsiges und dreiachsiges Geogitter.

In dieser Studie wurden die technischen Eigenschaften von mit Polypropylenfasern und Geogittern verstärkten expansiven Untergründen untersucht. Zur Untersuchung der Scherfestigkeit und Druckfestigkeit der verstärkten, expansiven Unterbauprobe wurden Tests zur uneingeschränkten Druckfestigkeit und zur direkten Scherung großer Abmessungen durchgeführt. Die Indexeigenschaften, d. h. optimaler Feuchtigkeitsgehalt (OMC), maximale Trockendichte (MDD), Flüssigkeitsgrenze (LL), Plastizitätsgrenze (PL), Korngrößenverteilung (GSD), spezifisches Gewicht, freier Quellindex, wurden untersucht, um die Ausdehnung zu charakterisieren Untergründe. In der Anfangsphase wurden die raumgreifenden Untergründe mit 0,25 %, 0,50 % und 1,00 % Polypropylenfaseranteil mechanisch verstärkt. Der Fasergehalt und die Faserlänge wurden gemäß der detaillierten Studie von Tiwari et al.52 ausgewählt. Der Wassergehalt spielt eine entscheidende Rolle für die Leistung der expansiven Untergründe. Verschiedene Untersuchungen zu expansiven Untergründen zeigen, dass die Untergründe bei optimalem Feuchtigkeitsgehalt die maximale Festigkeit aufweisen. Daher wurden alle Proben bei optimalem Feuchtigkeitsgehalt vorbereitet, um das Verhalten von PP-Fasern und Geogitterverstärkungen zu beurteilen. Die PP-Faser in der erforderlichen Menge wurde in die Mischung mit optimalem Feuchtigkeitsgehalt eingemischt und dann im Feuchtigkeitsschrank bei einer Temperatur von 27 ± 2 °C und 65 ± 5 % aufbewahrt. Die erhaltene Boden-PP-Faser wurde mit einem leichten Verdichter in die gewünschte Form und Größe verdichtet. Die Polypropylenfaser und der Geogittereffekt wurden durch uneingeschränkte Druckfestigkeitstests und große direkte Schertests untersucht. Die Scherfestigkeit wurde beurteilt, indem das zwei- und dreiachsige Geogitter in der Mitte platziert und die ausgedehnten Untergründe mit 0,25 %, 0,50 % und 1,0 % Polypropylenfasern verstärkt wurden. Der große direkte Scherkasten von 300 mm × 300 mm × 150 mm wird verwendet, um die Auswirkung auf das Geogitter-Wechselwirkungsverhalten expansiver Untergründe zu bewerten (Abb. 2a). Die Größe des unteren Kastens wurde größer gehalten als die des oberen Scherkastens, um während des Experiments eine gleiche Scherfläche aufrechtzuerhalten (Abb. 2b). Die Schlagzahlen 287, 335 und 383 wurden angewendet, um die Trockendichte unter Verwendung der Lightweight-Proctor-Methode zu erreichen. Die Wirkung des zwei- und dreiachsigen Geogitters wurde bewertet, indem das Geogitter in der Mitte der direkten Scherprobe platziert wurde. Der direkte Schertest wurde mit einer Dehnungsgeschwindigkeit von 1,25 mm/min gemäß Indian Standard und unter Anwendung der drei verschiedenen Normallasten durchgeführt.

Versuchsaufbau für den großen direkten Schertest (a) verwendete Ausrüstung (b) Scherkastenanordnung.

Die maximale Scherlast und Verschiebung während des Experiments wurden mit LVDT und einer Kraftmessdose mit einer Kapazität von 50 mm bzw. 50 kN aufgezeichnet. Das Spannungs-Dehnungs-Verhalten der verstärkten und unverstärkten Proben wurde durch die Durchführung des uneingeschränkten Druckfestigkeitstests mit einem Durchmesser von 50 mm untersucht. Die Proben wurden gemäß den in Tabelle 5 genannten Testabschnitten vorbereitet. Die Spannung wurde durch Anwenden einer konstanten Dehnungsgeschwindigkeit von 1,25 mm/min bis zur Deviatorspannung berechnet. Das einlagige Geogitter wurde in mittlerer Tiefe platziert, um die Auswirkung auf die uneingeschränkte Druckfestigkeit zu bewerten. In dieser Untersuchung werden die expansiven Untergründe, das zweiachsige Geogitter, das dreiachsige Geogitter und die Polypropylenfaser als BC, BG, TG bzw. PP bezeichnet.

Die Scherfestigkeit von verstärkten und unbewehrten expansiven Untergründen wurde durch Tests zur direkten Scherung und zur uneingeschränkten Druckfestigkeit bewertet. Es wurde versucht, das Spannungs-Dehnungs- und Grenzflächenreibungsverhalten geotextilverstärkter expansiver Untergründe zu bewerten. Der unverfestigte undrainierte direkte Scherversuch wurde mit einer Dehnungsgeschwindigkeit von 1,25 mm/min durchgeführt, um die Scherfestigkeitsparameter zwischen Boden-Boden, Boden-Fasern und Boden-Geogitter zu ermitteln. Der großflächige direkte Scherversuch ähnelt dem Feldzustand des Untergrunds. Der durch großflächige direkte Scherung erzielte Reibungswiderstand ist der kombinierte Effekt der Boden-Boden- und Boden-Geotextil-Wechselwirkung11,54. Die Scherfestigkeit von mit PP-Fasern und Geogittern verstärkten und unverstärkten expansiven Untergründen ist in Abb. 3 dargestellt. Die Variation des Fasergehalts wurde zusammen mit dem zwei- und dreiachsigen Geogitter dargestellt. Die Ergebnisse des direkten Scherversuchs zeigen, dass die PP-Faser und das Geogitter die Festigkeit der expansiven Untergründe wirksam verbessern. Die ausgedehnten Untergründe wurden durch die Platzierung des zwei- und dreiachsigen Geogitters sowie der Mitteltiefe verstärkt. Die Scherfestigkeit wurde von 55,56 auf 101,11 kPa (82 %) bzw. 102,22 kPa (84 %) und 68,33 kPa (23 %), 84,05 kPa (51,29 %) und 81,53 kPa (46,75) unter Einbeziehung von 0,25 % verbessert. , 0,50 % bzw. 1,00 % Polypropylenfaser bei 24,63 kPa Normalspannung. Die Verbesserung der Schubfestigkeit ist auf den Reibungswiderstand von ausgedehnten Untergründen und Geogitterschichten zurückzuführen. Darüber hinaus verstärkt der Einsatz von PP-Fasern die expansiven Untergrundpartikel und bietet Widerstandsfähigkeit. Die Dilatationseigenschaft spielt eine wichtige Rolle bei der Untersuchung des Wechselwirkungsverhaltens von Faserverstärkungen mit expansiven Untergründen55. Die diskrete Verteilung der PP-Fasern in den ausgedehnten Untergründen wirkte wie ein räumliches Netzwerk, das mit den Untergründen verzahnt war und einen starken Verbund bildete. Der faserverstärkte Expansionsuntergrund bietet einen relativ höheren Widerstand gegen die einwirkende Kraft. Die Umlagerung der Bodenpartikel erfolgt mit zunehmender Dehnungsgeschwindigkeit; In diesem Stadium beeinträchtigt die Zugfestigkeit der Faser effektiv die Bodenprobe und bleibt gegenüber der aufgebrachten Last intakt56.

Scherfestigkeit von bewehrten und unbewehrten expansiven Untergründen.

Die Scherfestigkeit wurde um 60 kPa, 112 kPa, 114 kPa im Fall von zweiachsigen Geogittern und 66 kPa, 128 kPa, 131 kPa im Fall von dreiachsigen Geogittern unter dem Normaldruck von 49,27 kPa und 98,54 kPa erhöht. Ein ähnliches Muster wurde bei der Einbeziehung des Propylenfasergehalts beobachtet (d. h. BC+0,25 % PP, BC+ 0,50 % PP, BC+1,00 % PP), die Scherfestigkeit steigt zwischen 10,5 und 12,5 % unter 49,27 kPa und 98,54 kPa Normalspannung. Die Scherfestigkeit verstärkter, expansiver Untergrundproben verbesserte sich aufgrund der offensichtlichen Kohäsion, die der der unverstärkten, expansiven Untergrundproben ähnelte. Aufgrund des hohen Grenzdrucks wurde der scheinbare Zusammenhalt zwischen Boden und Geotextil verbessert.

Eine höhere Zugfestigkeit des Geotextils mit starker Wechselwirkung mit Tonpartikeln verbesserte die Scherfestigkeit verstärkter Proben57. Die Ergebnisse zeigen auch die potenzielle Steigerung der Scherfestigkeit, wenn sowohl Geogitter als auch Polypropylenfasern zur Verstärkung der ausgedehnten Untergründe verwendet werden. Es kann festgestellt werden, dass mit der Einbeziehung des Faseranteils in das Geogitter die Scherfestigkeit exponentiell zunimmt; Die Wirkung von zwei- und dreiachsigen Geogittern ist jedoch ähnlich. Der Grenzflächen-Scherfestigkeitskoeffizient α wurde mithilfe von Gl. berechnet. (1) um die Wirkung der Geogitterverstärkung zu quantifizieren.

Dabei ist τ verstärkt die Scherfestigkeit expansiver Untergründe, die an der Grenzfläche mit Polypropylenfasern und Geogitter verstärkt sind, und τunverstärkt die Scherfestigkeit expansiver Untergründe.

Tabelle 6 fasst die gemessenen maximalen und durchschnittlichen Scherfestigkeitskoeffizienten für Normalspannungen von 24,69 kPa, 49,27 kPa und 98,54 kPa zusammen. Die durchschnittlichen maximalen Scherfestigkeitskoeffizienten der Untergründe mit Polypropylenfasern und Geogittern, die in dieser Studie verwendet wurden, liegen zwischen 1,24 und 2,81. Die durchschnittlichen Spitzen-Scherfestigkeitskoeffizienten sind für die Grenzfläche BC + 0,25 % PP am niedrigsten und für die Grenzfläche BC + 0,50 % PP + TG am höchsten. Der höhere Wert von \(\upalpha\) stellt die maximale Verbesserung der Bewehrung dar. Wenn der Wert von \(\upalpha\) kleiner als eins ist, deutet dies auf einen Festigkeitsverlust hin. Die Werte von \(\upalpha\) bei variierendem Normaldruck sind in Tabelle 6 dargestellt. Bei einem Normaldruck von 24,69 kPa sind Bodenpartikel dilatativ und daher wird eine geringere Scherfestigkeit beobachtet. Mit der Erhöhung des Normaldrucks blieben die Bodenpartikel jedoch intakt und zeigten eine höhere Festigkeit. Darüber hinaus ist zu beobachten, dass das Boden-Boden- und Boden-Faser-Verzahnungssystem auch einen wesentlichen Einfluss auf die Scherfestigkeit der bewehrten expansiven Untergründe hat. Die dreiachsigen Geogitter weisen eine bessere Leistung auf als die zweiachsigen Geogitter, was darauf hindeutet, dass die Öffnungsgröße und die Art des Geogitters auch eine entscheidende Rolle bei der Verstärkung der ausgedehnten Untergründe spielen. Daraus lässt sich schließen, dass sich aufgrund des Verzahnungsmechanismus die Scherfestigkeitseigenschaften in den bewehrten expansiven Untergründen veränderten.

Abbildung 4 zeigt die Kohäsion und den Scherwiderstandswinkel von verstärkten und unbewehrten expansiven Untergründen. Es wurde eine Verbesserung des Scherwiderstands- und Kohäsionswinkels beobachtet. Der Schubwiderstandswinkel wurde beim zweiachsigen Geogitter von 8,44° auf 21,23° und beim dreiachsigen Geogitter von 8,44° auf 21,96° verbessert. Wenn die expansiven Untergründe mit 0,50 % PP-Fasern verstärkt wurden, erhöhte sich der Schubwiderstandswinkel beim zweiachsigen Geogitter von 8,44° auf 31,49° und beim dreiachsigen Geogitter von 52,61 auf 92,78 kPa. Gleichzeitig wurde die Kohäsionskraft für das zweiachsige Geogitter von 52,61 auf 93,89 kPa und für das dreiachsige Geogitter von 8,44° auf 21,96° verbessert. Wenn die expansiven Untergründe mit 0,50 % PP-Fasern verstärkt wurden, erhöhte sich der Schubwiderstandswinkel beim zweiachsigen Geogitter von 52,61 auf 139,24 kPa und beim dreiachsigen Geogitter von 52,61 auf 140,57 kPa.

Kohäsion und Scherwiderstandswinkel von verstärkten und unbewehrten expansiven Untergründen.

Die Verbesserung des Winkels der Scherfestigkeit und der Kohäsionskraft kann auf das ineinandergreifende Muster von Boden-Boden, Boden-Fasern und Boden-Geogitter zurückgeführt werden. Die in einem großen direkten Schertest beobachtete Grenzflächeneffizienz für den verstärkten Abschnitt ist höher als die von Abu-Farsakh et al.58 berichteten Ergebnisse. Die Ergebnisse zeigten die effektive Nutzung der Geogitterschicht zur Verbesserung der Scherfestigkeit der ausgedehnten Untergründe.

Die Kurve der unbeschränkten Druckfestigkeit (UCS) von verstärkten und unbewehrten expansiven Untergründen ist in Abb. 5 dargestellt. Durch die Einbeziehung von Polypropylenfasern und Geogittern wurde eine deutliche Festigkeitsverbesserung beobachtet. Der UCS-Wert des unverstärkten Abschnitts wurde mit 139,7624 kPa beobachtet, der im Bereich von 145,15–335 kPa anstieg.

Eingespannte Druckfestigkeit von bewehrten und unbewehrten expansiven Untergründen.

Der maximale Wert des verstärkten Abschnitts BC+ 0,50 % PP+TG kann als optimaler Prozentsatz für die Verstärkung angesehen werden. Der Geogittereffekt hat keinen großen Einfluss auf die Festigkeit des Materials; Die Schicht bildet jedoch eine starke Basis und trennt den Abschnitt in zwei Teile. Mit der Einbeziehung der Geogitterschicht ändert sich das L/D-Verhältnis der Schichten und als Ergebnis wird eine Erhöhung des UCS-Werts beobachtet. Der UCS der Polypropylenfasermischung stieg mit zunehmendem PP-Fasergehalt; Bei einem höheren Anteil an PP-Fasern verringert sich jedoch die axiale Dehnfähigkeit der expansiven Untergründe.

Die ausgedehnten Untergründe stellen eine Belastung für die Fahrbahnstruktur dar und führen aufgrund der Schwellung und Schrumpfung zum Versagen. Diese Studie untersuchte den Kopplungseffekt der Polypropylenfaser- und Geogitterverstärkung auf ausgedehnten Untergründen. Die Scherfestigkeit der verstärkten Expansionsuntergründe wurde durch große direkte Scherfestigkeits- und unbeschränkte Druckfestigkeitstests bewertet. Der kombinierte Einsatz von PP-Fasern und Geogittern führte zu einer deutlichen Verbesserung der technischen Eigenschaften des ausgedehnten Untergrunds. Durch den Einsatz von biaxialen und triaxialen Geogittern wird der Scherwinkel von PP-faserverstärkten und unverstärkten expansiven Untergründen deutlich verbessert. Die Verbesserung wurde auf den ineinandergreifenden Mechanismus zwischen Boden-Boden, Boden-Fasern und Boden-Geogitter zurückgeführt. Die Scherfestigkeit der expansiven Untergründe mit der Einbeziehung von PP-Fasern und Geogittern erhöht sich von 55,43 kPa auf bis zu 154 kPa. Die 0,50 % PP-Faser sorgt für optimale Ergebnisse bei zwei- und dreiachsigen Geogittern. Das zweiachsige und dreiachsige Geogitter leistete jedoch gute Dienste; Ebenso wurde keine signifikante Verbesserung beobachtet. Die uneingeschränkte Druckfestigkeit des verstärkten Abschnitts erhöht sich durch die Zugabe von Geogitter und PP-Fasern. Der UCS-Wert des unverstärkten Abschnitts wurde mit 139,7624 kPa beobachtet, der im Bereich von 145,15–335 kPa anstieg.

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Wir danken dem Sophisticated Instrumentation Center (SIC) des IIT Indore für die Bereitstellung von Einrichtungen zur Materialcharakterisierung. Die Autoren danken dem Bildungsministerium (MoE) der indischen Regierung für die Bereitstellung eines Doktorandenstipendiums und bedanken sich für die finanzielle Unterstützung Autor. Wir danken auch Springer Nature für die vollständige APC-Freistellung für diese Veröffentlichung.

Abteilung für Bauingenieurwesen, Indian Institute of Technology Indore, Indore, Indien

Nitin Tiwari & Neelima Satyam

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Die Konzeptualisierung, Methodik, das Schreiben – die Vorbereitung des ursprünglichen Entwurfs – wurde durch NT-Validierung, formale Analyse, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung durch NT, NS, erstellte Abbildungen durch NT und; Aufsicht, NS Beide Autoren haben das Manuskript rezensiert.

Korrespondenz mit Nitin Tiwari.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tiwari, N., Satyam, N. Eine experimentelle Studie zur Festigkeitsverbesserung expansiver Untergründe durch Polypropylenfasern und Geogitterverstärkung. Sci Rep 12, 6685 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-10773-0

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Eingegangen: 14. Juli 2021

Angenommen: 11. April 2022

Veröffentlicht: 23. April 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-10773-0

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