Analytical and numerical modeling of pullout capacity and interaction between hexagonal wire mesh and silty sand backfill under an in-soil pullout test


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Abstract

During the pullout test, the pullout clamping system was modified and installed inside the pullout box with confinement from the fill material, hereinafter called the in-soil pullout test, which significantly reduced the necking phenomenon and the displacements mobilized during the pullout test. Subsequently, an analytical model was developed to predict the in-soil pullout resistance. In addition, a numerical modeling analysis, under the three-dimensional stress field conditions using the FLAC3D (fast Lagrangian analysis continua) program, was carried out to simulate the behavior of in-soil pullout tests. The laboratory in-soil pullout test results were then compared with the corresponding data obtained from the analytical and numerical modeling methods. The in-soil pullout resistance was greater than the corresponding result from previous pullout tests wherein the clamping system was conventionally installed outside the pullout box. The predicted pullout resistance results from FLAC3D agreed reasonably with the results from laboratory tests and with the results from the analytical modeling. The interaction coefficients, R, applied in the finite difference modeling of in-soil pullout tests were 0.90 and 0.65 for zinc-coated and polyvinyl chloride (PVC) coated hexagonal wire meshes, respectively. The predicted and measured pullout resistance of zinc-coated hexagonal wire mesh is approximately 20% greater than that of PVC-coated hexagonal wire mesh at the same applied normal pressure, because of the higher stiffness, EA, and higher shear stiffness, ks, of the zinc-coated mesh.RésuméDurant l'essai d'arrachement, le système d'attache pour l'arrachement a été modifié, installé à l'intérieur de la boîte d'essai et confiné dans le matériau de remblai, ce que nous appelons ici « l'essai d'arrachement dans le sol » qui réduit considérablement le phénomène de striction et le déplacement mobilisé au cours de l'essai d'arrachement. Subséquemment, on a développé une modèle analytique pour prédire la résistance à l'arrachement à l'intérieur du sol. De plus, on a réalisé une analyse par modélisation numérique dans des conditions de champ de contraintes tridimensionnelles en utilisant le programme FLAC3D (fast Lagrangian analysis continua) pour simuler le comportement des essais d'arrachement à l'intérieur du sol. On a alors fait des comparaisons entre les essais d'arrachement dans le sol en laboratoire et les données correspondantes obtenues par la modélisation analytique de même que par les méthodes de modélisation numérique. La résistance d'arrachement dans le sol était plus élevée que le résultat correspondant des essais d'arrachement antérieurs où le système d'attache était installé de façon conventionnelle à l'extérieur de la boîte d'essai d'arrachement. Les résultats des résistances à l'arrachement prédites par FLAC3D concordaient raisonnablement avec les résultats des essais de laboratoire de même qu'avec les résultats de la modélisation numérique. Les coefficients d'interaction R utilisés dans la modélisation des essais à l'arrachement à l'intérieur du sol étaient de 0,90 et 0,65 pour les grillages hexagonaux recouverts de zinc ou de PVC respectivement. La résistance à l'arrachement prédite et mesurée du grillage couvert de zinc est environ 20% plus grande que celle du grillage couvert de PVC à la même contrainte normale appliquée à cause des rigidités, EA et en cisaillement ks, plus élevées du premier que celles du dernier.

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