Large-scale test on basal steel-reinforced piled embankments

This paper presents a novel large-scale test setup at TU Darmstadt to investigate the behaviour of basal reinforced piled embankments. The study focuses on the impact of welded steel mesh reinforcement. The study addresses key questions related to soil arching, deformations, strain distribution in the embankment and the steel mesh grid. The largescale test setup, 25 m², at a 1:1.6 scale, includes 16 piles, a dry medium coarse river sand fill, a steel mesh reinforcement and a two-step system to model the soft soil compaction. State-of-the-art Distributed Fibre Optic Sensing (DFOS) technology enabled precise monitoring of soil and reinforcement strain and 3D deformation. Results indicate that the reinforcement stiffness minimally affects soil arching, matching the Concentric Arches (CA) model (van Eekelen et al., 2013, 2015) that was developed for geosynthetic reinforced piled embankments (GRPS). The deformation pattern and strain distribution in the steel differ from GRPS, illustrating the need for a specific load-deflection model. The measured critical height matches the prediction of Topolnicki and Kłosiński et al. (2022). The study contributes to understanding the complex interaction between steel reinforcement and soft soil in piled embankments, guiding future design considerations.

Cet article présente un nouveau dispositif d'essai à grande échelle à l'Université Technique de Darmstadt pour étudier le comportement des remblais sur pieux renforcés par une nappe de treillis soudés. L’étude se concentre sur l’impact de l’armature en treillis soudé sur les mécanismes de transferts de charge. L'étude aborde des questions clés liées à l’effet d’arche du sol, aux tassements et à la distribution des déformations dans le remblai et dans le treillis soudé. L'installation d'essai à grande échelle, 25 m², à l'échelle 1:1,6, comprend 16 pieux, un remblai de sable fluviatile moyennement grossier sec, un renforcement en treillis soudé et un système double pour modéliser le tassement du sol meuble. La technologie de pointe de la détection par fibre optique répartie (DFOS) a permis un contrôle précis du tassement du sol et du treillis soudé ainsi qu’une visualisation de la déformation en 3D. Les résultats indiquent que la rigidité du renforcement affecte peu la formation d'arches dans le sol, ce qui correspond au modèle d'arches concentriques (van Eekelen et al., 2013, 2015) qui a été développé pour les remblais sur pieux renforcés par des géosynthétiques (GRPS). La déformation et la distribution des contraintes dans l'acier sont différentes de ceux du GRPS, illustrant la nécessité d'un modèle charge-déformation spécifique. La hauteur critique de remblai mesurée correspond à la prédiction de Topolnicki et Kłosiński et al. (2022). L'étude contribue à la compréhension de l'interaction complexe entre le treillis soudé et le sol mou dans les remblais sur pieux, guidant les considérations de dimensionnement futurs.