Geotinklu armuoto grunto mechaninių savybių tyrimai ir jų vertinimo modelis

Abstract

Disertacijoje nagrinėjami automobilių kelių žemės sankasos pylimų gruntai, armuoti geotinklais. Grunto ir geotinklo tarpusavio sąveiką lemia grunto ir geotinklo fizikinės bei mechaninės savybės. Siūloma gruntą ir geotinklą vertinti kartu kaip kompozitinę medžiagą – ekvivalentinį sluoksnį. Toks vertinimas leidžia supaprastinti geotinklais armuoto pylimo projektavimą baigtinių elementų ar analitiniais metodais. Disertacijos tikslas – sukurti grunto ir geotinklo vertinimo modelį, kuris leistų grunto ir geotinklo sąveiką vertinti kaip ekvivalentinį sluoksnį su alternatyvaus sluoksnio parametrais. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje pateikiama atlikta literatūros analizė, kurioje apžvelgti automobilių kelių žemės sankasos pylimai, silpnų gruntų stiprinimo metodai, geotinklų taikymas, grunto, armuoto geotinklu, tyrimo metodai, rezultatus lemiantys veiksniai, skaitinio modeliavimo galimybės. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados ir tikslinami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje pristatoma geotinklu armuoto grunto eksperimentinių tyrimų programa ir pateikiami tyrimų rezultatai, kai gruntai nearmuoti ir gruntai armuoti geotinklu. Trečiajame skyriuje skaitiniu modeliavimu tiriami kelių sankasos pylimai. Nustatomos išvestinių parametrų reikšmės, naudojamos atliekant geotinklu armuoto grunto skaitinį modeliavimą baigtinių elementų metodu. Analitiniais metodais nustatoma optimali geotinklo pozicija pylime ir ekvivalentinio sluoksnio storis, kuriam galioja vertinimo modelio parametrai. Pa-siūlomas grunto ir geotinklo sąveikos vertinimo modelis. Disertacijos tema paskelbti 9 straipsniai: trys – referuojamuose Web of Science duomenų bazės leidiniuose, turinčiuose citavimo rodiklį, vienas – referuojamame Web of Science duomenų bazės konferencijų leidinyje, vienas – referuojamame Scopus duomenų bazės konferencijų leidinyje, trys – recenzuojamuose tarptautinės konferencijos straipsnių rinkiniuose, vienas – konferencijų straipsnių rinkinyje. Disertacijos tema perskaityti 6 pranešimai Lietuvos ir kitų šalių konferencijose.

The dissertation investigates road construction and subgrade soils reinforced with geogrids. The interaction between the soil and the geogrid is influenced by their physical and mechanical properties. The proposal is to evaluate the soil and geogrid together as a composite material. This approach simplifies the design of geogrid-reinforced structures using finite element or analytical methods. The primary purpose of this dissertation is to develop a model for evaluating the interaction between soil and geogrid, allowing this interaction to be assessed as an equivalent layer (without geogrid) with alternative layer parameters. The dissertation comprises an introduction, three chapters, general conclusions and references. The introduction presents the research problem, the importance of the dissertation and the study object. It describes the dissertation’s purpose and tasks, the research methodology, scientific novelty, the practical significance of the results, and defended statements. The introduction concludes by listing the author’s publications on the subject of the dissertation and presentations at conferences and defining the dissertation’s structure. The first chapter reviews the literature on road construction, methods for strengthening weak soils, using geogrids, laboratory methods for investigating soil reinforced with geogrids, factors influencing the results, and the possibilities of numerical modelling. The chapter closes with conclusions and reconsidered tasks. The second chapter presents the experimental research program on soil reinforced with geogrids and provides the laboratory results for unreinforced soils and soils reinforced with geogrids. The third chapter investigates road construction using numerical modelling. It determines the values of derived parameters used in the finite element method for modelling soil reinforced with geogrids. Analytical methods are used to determine the optimal position of the geogrid in the embankment and the thickness of the equivalent layer for which the evaluation model parameters are applied. A soil-geogrid interaction evaluation model is proposed. Nine articles were published on the subject of the dissertation: three articles in journals listed in the Web of Science database with a citation index, one article in Web of Science conference proceedings, one article in Scopus conference proceedings, three articles in peer-reviewed international conference materials, and one article in conference materials. Six presentations were given on the subject at conferences in Lithuania and abroad.