Share:


Analysis of the traffic load–induced stresses of embankment

Abstract

This article represents traffic loads on the road structure distribution and evaluation of the vertical and horizontal stresses formation in the soil embankment. This evaluation allows to predict the depth and intensity of the propagation of additional stresses resulting from traffic loads. The calculations were performed in accordance with four normative documents applied in Lithuania, which define the loads on the road structure. The obtained results showed that the area to which the load is distributed has the greatest influence on the intensity of stresses and the distance of propagation. The maximum horizontal stress in the embankment was found to be no more than 70 kPa and the maximum stress propagation depth did not exceed 0.9 m. The results can be applied to a triaxial test apparatus to restore horizontal stresses in the embankment. It is recommended to select a lateral pressure from 20 kPa to 70 kPa for tests provided with triaxial test device. The mechanical properties of the soil determined with triaxial test device and recommended lateral pressure would be representative of the test results obtained in the field of embankment.


Article in Lithuanian.


Grunto sankasos, veikiamos automobilių kelių apkrovomis, įtempių analizė


Santrauka


Straipsnyje yra apžvelgiamos kelio konstrukcijai tenkančios automobilių apkrovos ir apskaičiuoti vertikalūs ir horizontalūs įtempiai, atsirandantys grunto sankasose. Šie skaičiavimai leidžia prognozuoti nuo automobilių apkrovų atsirandančių papildomų įtempių sklidimo gylį bei intensyvumą. Skaičiavimai atlikti pagal keturis Lietuvoje galiojančius norminius dokumentus, kurie apibrėžia kelio konstrukcijai tenkančias apkrovas. Gauti rezultatai parodė, kad didžiausią įtaką įtempių intensyvumui ir sklidimo atstumui turi plotas, į kurį išskirstyta apkrova. Nustatyta, kad didžiausias horizontalus įtempis, tenkantis grunto sankasai, yra ne didesnis nei 70 kPa, o didžiausias įtempių sklidimo atstumas neviršija 0,9 m. Rezultatus galima pritaikyti atliekant statinius grunto bandymus su triašio slėgio aparatu, kada norima atkurti horizontalius sankasoje vyraujančius įtempius. Rekomenduojama šoninį slėgį parinkti nuo 20 kPa iki 70 kPa. Su šiuo šoniniu slėgiu nustatytos grunto mechaninės savybės būtų reprezentatyvios, taikant gautus bandymų rezultatus sankasų projektavimo srityje.


Reikšminiai žodžiai: įtempių analizė, apkrovų parinkimas, grunto sankasa, automobilių keliai, vertikalūs įtempiai, horizontalūs įtempiai.

Keyword : stresses determination, stresses analysis, soil embankment, roads, vertical stresses, horizontal stresses

How to Cite
Zakarka, M. (2022). Analysis of the traffic load–induced stresses of embankment. Mokslas – Lietuvos Ateitis / Science – Future of Lithuania, 14. https://doi.org/10.3846/mla.2022.15179
Published in Issue
Jan 6, 2022
Abstract Views
212
PDF Downloads
133
Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

References

Bareither, C. A., Edil, T. B., Benson, C. H., & Mickelson, D. M. (2008). Geological and physical factors affecting the friction angle of compacted soils. Journal of Geotechnical and Environmental Engineering, 134(10), 1476–1489. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2008)134:10(1476)

Dirgėlienė, N. (2013). Grunto tyrimas triašio slėgio aparatu: metodikos nurodymai. Technika. http://dspace1.vgtu.lt/handle/1/1592

Frazee, G. R. (2021). New formulations of boussinesq solution for vertical and lateral stresses in soil. Practice Periodical on Structural Design and Construction, 26(2). https://doi.org/10.1061/(ASCE)SC.1943-5576.0000567

Ghazavi, M., Hosseini, M., & Mollanouri, M. (2008, October). A comparison between angle of repose and friction angle of sand. In The 12th International Conference of International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics (pp. 1272–1275), Goa, India.

Giwangkara, G. G., Mohamed, A., Nor, H. M. D., & Khalid, N. H. A. (2020). The analysis of stress distribution on the physical model of road base layer. The International Journal of Integrated Engineering, 12(8), 348–355. https://doi.org/10.30880/ijie.2020.12.08.033

Lietuvos automobilių kelių direkcija. (2019). Automobilių kelių standartizuotų dangų konstrukcijų projektavimo taisyklės KPT SDK 19. Vilnius.

Lietuvos Respublikos aplinkos ministerija. (2003). Poveikiai ir apkrovos (STR 2.05.04:2003). Vilnius.

Lietuvos Respublikos aplinkos ministerija. (2008). Kelių techninis reglamentas „Automobilių keliai“ (KTR 1.01:2008). Vilnius.

Lietuvos Respublikos aplinkos ministerija. (2011). Inžineriniai geologiniai ir geotechniniai tyrimai (STR 1.04.02:2011). Vilnius.

Lietuvos standartizacijos departamentas. (2012). Eurokodas 1. Poveikiai konstrukcijoms. 2 dalis. Tiltų eismo apkrovos (LST EN 1991-2). Vilnius.

Skuodis, Š., Norkus, A., Dirgėlienė, N., & Rimkus, L. (2016). Determining characteristic sand shear parameters of strength via a direct shear test. Journal of Civil Engineering and Management, 22(2), 271–278. https://doi.org/10.3846/13923730.2015.1073174

Šimkus, J. (1984). Gruntų mechanika, pagrindai ir pamatai. Mokslas.