Influence of EPS Geofoam Buffers on the Static Behavior of Cantilever Earth-Retaining Walls

Abstract

In this study, the effect of expanded polystyrene (EPS) buffers on lateral stresses and deflections of model retaining walls with various flexibility values were investigated. For this purpose, 0.7 m high model walls were instrumented and 1-g model tests were performed in laboratory environment. In the first group of tests, the wall models retain only granular cohesionless backfill whereas in the second and third group of tests, EPS deformable buffers of two different thicknesses were installed between the wall and granular backfill. Tests were repeated for four different wall thicknesses and results were discussed comparatively. As wall flexibility increases, there is a decrease in the load reduction pattern of the buffer. On the other hand, utilization of geofoam buffers with flexible cantilever walls still provides substantial decrease in wall thrust and deflections thus leading to more economical retaining structure design. The lateral earth pressure coefficients determined through model tests were compared to those calculated from Coulomb's theory for active lateral earth stresses. A graph is provided for the estimation of lateral earth pressure coefficients for various combinations of wall flexibilities and buffer characteristics.

Keywords

• Cantilever retaining wall, Expanded polystyrene (EPS), Deformable buffer, Wall flexibility.

EPS Ara Dolgu Kullanımının Ankastre İstinat Duvarlarının Statik Davranışı Üzerindeki Etkileri

Öz

Bu çalışmada, genleştirilmiş polistren (EPS) ara dolgu kullanımının, farklı duvar esnekliklerine sahip olan ankastre istinat duvarlarında oluşan yanal basınç ve duvar sehimleri üzerindeki etkileri araştırılmaktadır. Bu amaç doğrultusunda, 0.7 m yüksekliğinde ve çeşitli kalınlıklarda istinat duvarı modelleri hazırlanarak laboratuvar ortamında deneyler yapılmıştır. Birinci grup testlerde, duvar ile kohezyonsuz dolgu arasında herhangi bir ara dolgu yer almaması durumu incelenmiş, ikinci ve üçüncü test gruplarında ise duvar ile dolgu arasında iki farklı kalınlıkta EPS'den imal edilen ara dolgu bulunması durumu incelenmiştir. Dört farklı kalınlıkta duvar için deneyler tekrarlanarak elde edilen bulgular karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Duvar esnekliği arttıkça ara dolgunun sağladığı yük azaltıcı etki azalmaktadır. Buna rağmen, esnek duvarlarda deforme olabilen ara dolgu kullanımı, yanal zemin itkisi ve duvar sehimlerinde önemli oranlarda düşüş sağlayarak daha ekonomik duvar tasarımlarına imkân verebilir. Model deneyler neticesinde elde edilen yanal zemin basıncı katsayıları, Coulomb yöntemi ile elde edilen aktif yanal basınç katsayılarıyla karşılaştırılmaktadır. Duvar esnekliği ve ara dolgu özelliklerinin çeşitli kombinasyonları için, statik yanal basınç katsayılarının tahmini amacıyla bir grafik sunulmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Ankastre istinat duvarı, Genleştirilmiş polistren (EPS), Ara dolgu, Duvar esnekliği.