Grundbruchversagen bei geogitterbewehrten Stützkonstruktionen

Die Bemessung von Stützbauwerken beinhaltet nach EC 7 und DIN 1054 den Nachweis der Grundbruchsicherheit in Anlehnung an DIN 4017. Der für starre Fundamente entwickelte Ansatz zur Ermittlung des Grundbruchwiderstands wurde auf geogitterbewehrte Stützkonstruktionen übertragen. Vorgaben für die Nachweisführung finden sich in der EBGEO und anderen internationalen Regelwerken. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften flexibler und starrer Konstruktionen wird das tatsächliche Grundbruchversagen von geogitterbewehrten Stützkonstruktionen in physikalischen Modellversuchen am Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen der RWTH Aachen untersucht.
Die Untersuchungen werden an geogitterbewehrten Modellwänden durchgeführt und einem Referenzversuch mit starrer Stützkonstruktion gegenübergestellt. Eine gleichförmige Belastung wird auf die Modellkonstruktion übertragen, die bis zum Versagen gesteigert wird. Während des Versuchsablaufs wird die Bodenverformung mittels Digital Image Correlation (DIC) aufgenommen und die Bruchkinematik durch Auswertung der Scherfugen qualitativ analysiert.
Die physikalischen Modellversuche zeigen eine Abhängigkeit des maßgebenden Versagensmechanismus von der Konstruktionsweise der Stützmauer. Während unterhalb der flexiblen geogitterbewehrten Modellkonstruktion ein Grundbruchversagen auftritt, versagt ein entsprechendes starres System durch eine Gleitbewegung, die im Vergleich zum Grundbruch einen deutlich geringeren Widerstand aufweist.

Bearing capacity failure of geogrid reinforced retaining walls
Retaining structures are one of the commonly used applications of geogrid reinforced soil. Most design codes such as EBGEO and other international regulations assume a quasi-monolithic reinforced block securing adequate bearing capacity for retaining walls. Due to flexible behavior of the geogrid reinforcement the assumption of a rigid foundation base is questionable. Consequently, laboratory model tests have been developed at the Geotechnical Institute of RWTH Aachen University to investigate the bearing capacity behavior of both rigid and flexible retaining structures.
Laboratory model tests are carried out to illustrate the failure kinematics of reinforced and cantilever retaining structures qualitatively. A path-controlled punching force is increased on top of the structure until failure of the subsoil is observed. The deformation of the specimens is evaluated with digital image correlation (DIC) method in order to analyze the failure mechanism qualitatively.
The test results indicate different failure modes for rigid and flexible walls. Bearing capacity failure occurred in cases of flexible geogrid reinforced walls, whereas a comparable rigid wall failed by sliding. The load resistance of bearing capacity was considerably higher compared to sliding. Moreover, a considerable increase in bearing capacity is observed with enlarged reinforcement length resulting in an improved bearing resistance.