Naslov (eng)

Numerical modeling of the vegetation and atmosphere effect on the behaviour of civil infrastructure embankments: doctoral dissertation : doctoral dissertation

Autor

Pujević, Veljko, 1985-

Doprinosi

Zdravković, Lidija, 1978-
Jocković, Sanja
Vukićević, Mirjana, 1956-

Opis (srp)

The soil-vegetation-atmosphere interaction is a dynamic process, which governs the continuouschange of soil hydrological conditions. These changes directly affect the seasonal and long-termperformance of infrastructure cut and embankment slopes. It has been established that the combinedeffect of vegetation and precipitation induces seasonal cycles of shrinkage and swelling, which giverise to serviceability issues and consequential high maintenance costs.Numerous researchers attempted to incorporate the effect of the soil-vegetation-atmosphere systeminteraction in the analysis of boundary value problems. The goal was to improve the understandingof the effects of this complex interaction on the hydro-mechanical response of infrastructureembankments. However, the proposed approaches were unable to quantitatively reproduce theobserved hydraulic behaviour.Within the framework of the present thesis, a different approach is proposed. It is based on the fullycoupled flow-deformation analysis, combined with unsaturated soil mechanics theory andsophisticated climatic boundary conditions, implemented within the ICFEP numerical code. Twotypes of unsaturated constitutive models were applied, elasto-plastic unsaturated Mohr-Coulomb typemodel and advanced BBM model. The instrumented railway embankment located in the UK,suffering from poor track ride quality related to the presence of vegetation on the slopes, is used forvalidation purposes. The comparative analysis suggests that proposed models are plausiblerepresentative of reality.Subsequently, a comprehensive parametric analysis is conducted. The results indicate thatunsaturated hydraulic properties of clay fill represent the key factors governing the embankmentresponse to seasonal wetting-drying patterns.

Opis (srp)

Civil Engineering - Geotechnical Engineering / Gradjevinarstvo -Gradjevinska geotehnika Datum odbrane: 30.09.2021.

Opis (eng)

Interakcija između atmosfere, vegetacije i tla je dinamičan proces koji je direktno odgovoran zakontinuiranu promenu stanja vode u tlu. Ove promene imaju značajan, često nepovoljan uticaj kakona sezonsko, tako i na dugoročno ponašanje brojnih geotehničkih zemljanih konstrukcija, kao što sunasipi i useci. Praksa je utvrdila da je delovanjem vegetacije i atmosfere posebno ugroženaupotrebljivost infrastrukturnih nasipa izgrađenih od glinovitih materijala, što se ogleda u značajnomporastu nepredviđenih troškova održavanja.Brojni su pokušaji da se efekat predmetne interakcije implementira u analizi graničnih problema kakobi se unapredilo razumevanja njenog uticaja na hidro-mehaničko ponašanje infrastrukturnih nasipa.Medjutim, numeričke prognoze dosadašnjih proračunskih pristupa nisu bile konzistentne sa in-situmerenjima.U okviru ove disertacije predložen je drugačiji pristup koji se zasniva na spregnutoj filtraciono-defromacionoj analizi uz primenu hidrauličkih i mehaničkih konstitutivnih modela za nezasićenegeomaterijale u kombinaciji sa sofisticiranim klimatskim graničnim uslovima. Razmatrana su dvanezasićena konstitutivna modela (BBM i nezasićeni Mohr-Coulom) različitog stepena složenosti.Numeričke analize sprovedene su u programu ICFEP. Visoka pozdanost predloženog pristupaverifikovana je uporednom analizom sa rezultatima terenskog osmatranja eksperimentalne deoniceželezničkog nasipa na jugu Engleske koji je podložan prekomernim cikličnim deformacijamabubrenja i skupljanja prouzrokovanih delovanjem vegetacije.U nastavku, sprovedena je detaljna parametarska analiza koja je kao ključne faktore koji kontrolišusezonske-ciklične varijacije pornih pritisaka i deformacija identifikovala nezasićene hidrauličkekarakteristike glinovite ispune.

Jezik

srpski

Datum

2021

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Geotehnika

nasip, glinovita ispuna, pepeo, nezasićeni geomaterijali, vegetacija, presipitacija, interakcija sistema tlo-atmosfera

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Geotehnika

embankment, clay fill, ash, unsaturated soils, vegetation, precipitation, soil- atmosphere interaction, serviceability, slope stability