Jedną z metod zwiększenia wytrzymałości na rozciąganie gruntobetonu jest zastosowanie w nim rozproszonego zbrojenia w formie włókien. Wytworzony w ten sposób kompozyt nazywany jest fibrogruntobetonem. Wprowadzenie włókien do gruntobetonu ma na celu wzrost jego wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu, jak również umożliwienie pracy konstrukcji gruntobetonowej po jej zarysowaniu w stanie pokrytycznym.
W ramach pracy w pierwszej kolejności przeprowadzona została ocena wpływu zróżnicowania składów gruntobetonów na właściwości mieszanek gruntobetonowych oraz stwardniałych kompozytów. Następnie dokonana została analiza współpracy wybranych matryc gruntobetonowych z włóknami syntetycznymi. Przeprowadzenie tej analizy pozwoliło na wybór długości włókien, stosowanych w dalszych badaniach kompozytów fibrogruntobetonowych, poświęconych efektywności zbrojenia rozproszonego. Jako efektywny zakres długości włókien z tworzyw sztucznych stosowanych do wzmacniania gruntobetonów przyjęto przedział od 60 do 100 mm. Przeprowadzone badania efektywności zbrojenia rozproszonego umożliwiły ocenę pracy wybranych rodzajów włókien syntetycznych oraz doprowadziły do określenia zakresu ich ilościowego poziomu dozowania, który wynosi od 6 kg/m3 do 10 kg/m3. Potwierdzono również, iż zastosowanie zbrojenia rozproszonego w gruntobetonach powoduje zwiększenie ich wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu oraz skutkuje uzyskaniem pseudo-plastycznego charakteru zniszczenia badanych kompozytów. Na poprawę efektywności wzmocnienia wpływ miały zmiana długości włókien z 60 mm do 100 mm oraz zmiana poziomu dozowania włókien z 6 kg/m3 do 10 kg/m3. Kolejnym etapem pracy była ocena wpływu zbrojenia rozproszonego na moduł sprężystości przy ściskaniu kompozytów fibrogruntobetonowych z gruntu spoistego. Ostatnia część pracy została poświęcona ocenie właściwości gruntobetonu i fibrogruntobetonu w istniejącym obiekcie wykonanym w technologii trench mixing.
One method of increasing the tensile strength of soil-cement is to use fibres as dispersed reinforcement. The composite created in this way is called fibre-reinforced soil-cement. The purpose of introducing fibres into the soil-cement is to increase its flexural tensile strength as well as to enable the soil-cement structure to retain working properties after cracking in the post-buckling state.
The dissertation first evaluates the effect of changing the compositions of soil-cement on the properties of soil-cement mixtures and hardened composites. This was followed by an analysis of the interaction of selected soil-concrete matrices with synthetic fibres. Conducting this analysis enabled the selection of fibre lengths, used in further studies of fibre-reinforced soil-cement composites, concerning the effectiveness of dispersed reinforcement. 60 to 100 mm was adopted as the effective length range of plastic fibres used to reinforce soil-cement. The completed tests of the effectiveness of dispersed reinforcement enabled the evaluation of the performance of selected types of synthetic fibres and led to the determination of the range of their quantitative dosage level, which is from 6 kg/m3 to 10 kg/m3. It was also confirmed that the use of dispersed reinforcement in the soil-cement causes an increase in their flexural tensile strength and results in a pseudo-plastic type of failure of the tested composites. Improved reinforcement efficiency was affected by a change in fibre length from 60 mm to 100 mm and a change in fibre dosage from 6 kg/m3 to 10 kg/m3. The next stage of the work was to evaluate the effect of dispersed reinforcement on the elastic modulus of fibre-reinforced soil-cement composites made with cohesive soil. The last part of the dissertation is devoted to the evaluation of the properties of soil-cement and fibre-reinforced soil-cement in an existing structure made with trench mixing technology.
