Failure and deformation of four reinforced soil walls in eastern Tennessee

Abstract

Fourteen reinforced soil walls were built along two sections of a highway in eastern Tennessee. They were built across steep ravines to support high roadway embankments. One wall collapsed during construction and another eight months after completion; the remaining walls suffered varying levels of distortion and damage. This Paper describes the design and subsequent investigation of the walls. The probable failure mechanism has been identified. The investigations show a number of issues that are either not considered in current design practice or are worthy of review, including the capacity of high adherence strips in poorly compacted, coarse backfill; the three-dimensional deformation of a reinforced soil mass; stress induced in reinforcement undergoing large deflection, as a result of either backfill settlement or wall movement; the stability of discrete facing elements; the validity of applying empirical analytical methods to reinforced soil structures with unprecedented features; the validity of separating responsibility for the internal and external stability of reinforced soil structures as advocated by some practitioners; and potentially adverse performance of reinforced soil structures containing drainage culverts built at steep gradients. Quatorze murs en terre armée ont été montés de long de deux sections autoroutières dans l'Est du Tennessee. Ils ont été construits au travers de ravins escarpés et assurent le soutien de remblais routiers de forte puissance. L'un ces murs s'est effondré au cours de sa construction et un second, huit mois après la fin de sa construction. Les autres murs présentent divers niveaux de distorsion et d'endommagement. L'article décrit le design et les études qui ont suivi. Le mécanisme de rupture le puis probable a été identifié. Les recherches ont mis en évidence un certain nombre de problèmes qui ne sont pas pris en compte ou mal étudiés dans les méthodes courantes de design. Ce sont entre autre: la formation possible de bandes de forte adhérence dans les remblais grossiers faiblement compactés; la déformation tridimensionnelle de la masse de sol armée; l'apparition de contraintes dans les armatures soumises à une forte déflexion créée par un tassement du remblai ou par un mouvement du mur; la stabilité des éléments discrets en regard; la validité d'appliquer des méthodes analytiques empiriques à des sols renforcés à l'aide d'armatures utilisées pour la première fois; la validité de pouvoir isoler, tel que le préconisent certains praticiens, les différentes causes de la stabilité interne et externe des structures du sol armé; ou encore, la possibilité d'obtenir des performances inverses pour des sols armés contenant des drains à forte pente.