Numerische Analyse der Auswirkungen des Typs des Ersatzbodens auf das Verhalten von quellfähigen Böden unter Betonbauwerken

Quellfähige Böden können hauptsächlich schrumpfen und quellen als Reaktion auf Feuchtigkeitsgehaltsänderungen, was Schäden an Bauwerken, insbesondere an leichten Strukturen und Belägen, verursacht. Dieses Papier sucht nach einer Antwort auf die Frage: Beeinflusst der Typ des Bodenersatzes das Verhalten des Gründungsbodens sowie die sich aus dem Gebäude ergebende Spannungswirkung? Durch die Erstellung eines numerischen Modells für ein sechsstöckiges Gebäude, das auf quellfähigem Boden errichtet wurde, simuliert mit dem Programm PLAXIS 3D V22. Das System mit isolierten Fundamenten wird als Fundamentierungs-system im numerischen Modell verwendet. Der natürliche quellfähige Boden, der in der aktuellen Studie verwendet wird, hat hohe Werte für Quellpressung, Quellpotential, freien Quell, Flüssigkeitsgrenze, Plastizitätsgrenze, Schrumpfgrenze und Plastizitätsindex, die 20 kg/cm2, 38,76 %, 180 %, 81 %, 40 %, 15 % und 14 % betragen. Ersatzböden aus: Sand, Sand:Kies (1:1), Sand:Kies (1:2), Sand:Kies (2:1) und Kies werden mit einer Dicke im Bereich von 0,50 m bis 2,50 m verwendet, um die Auswirkungen des quellfähigen Bodens zu reduzieren. Ohne Ersatzboden verursacht der quellfähige Boden ein Anheben der Ecken-, Kanten- und Mittel-fundamente um 20,73 %, 19,29 % und 17,88 %. Die Verwendung von Ersatzmaterialien: Sand, Sand:Kies (1:1), Sand:Kies (1:2), Sand:Kies (2:1) und Kies mit einer Dicke von 1,5 m verringerte das Anheben des Fundaments um etwa 15 %, 14 %, 13 %, 14 % und 13 %. Der Ersatzboden reduziert das Anheben der Fundamente, obwohl er das Anheben nicht auf den Zustand vor dem Quellen zurückführt.