The fundamental issue of bearing capacity of footings on anisotropic clays holds significant importance in geotechnical engineering. Previous investigations predominantly focused on deterministic analyses, disregarding the spatial variability of soil. A probabilistic analysis of the bearing capacity of footings is conducted in this paper, incorporating the spatial variability of anisotropic clays. To achieve this, Random Adaptive Finite Element Limit Analysis (RAFELA) and Monte Carlo simulations are utilised to capture the full spectrum of potential outcomes under parametric uncertainty. The impact of anisotropic soil strength variability is explored across three input parameters such as the anisotropic strength ratios, coefficients of variation, and dimensionless correlation lengths. In order to establish surrogate models capable of predicting random bearing capacity of anisotropic clays, Artificial Neural Network (ANN) models are developed. The use of the proposed ANN surrogate models presents a more convenient and computationally efficient approach for predicting the ultimate vertical load of footings on spatially random anisotropic clays.

This study aims to explore the significant impact of soil fabric anisotropy on the ultimate bearing capacity of eccentrically and obliquely loaded shallow foundations overlying a geosynthetic-reinforced granular deposit. For this purpose, the well-established lower bound theorems of limit analysis (LA) in conjunction with the finite elements (FE) formulations and second-order cone programming (SOCP) are exploited to perform the bearing capacity estimations. The consideration of the soil mass's inherently anisotropic response in the granular layer involves the utilization of distinct internal friction angles in various directions. The lower bound FELA framework adopted in this study incorporates both the pull-out and tensile mechanisms of failure in the reinforcement layer. The marked contribution of soil inherent anisotropy to the impacts of ultimate tensile strength (Tu) and embedment depth (u) of the geosynthetic reinforcement on the failure mechanism, bearing capacity ratio (BCR), and failure envelope of the overlying obliquely/eccentrically strip footing is rigorously examined and discussed. It is generally concluded that for a given embedment depth, failure envelopes of the surface footing in both V-H and V-M planes shrink appreciably with the increase in the soil anisotropy ratio as well as the decrease in the geosynthetic ultimate tensile strength. Moreover, the influence of soil inherent anisotropy on the overall bearing capacity of shallow foundations is more evident in the case of using strong reinforcement compared to the weak geosynthetic. The findings of this investigation demonstrate that overlooking the soil inherently anisotropic behaviour in the numerical analysis of shallow foundations would give rise to undesirable non-conservative and precarious designs.

Bottom ash (BTA), a byproduct of burning coal in electric power plants, is often considered waste. Managing significant quantities of bottom ash remains a challenge. Laterite, commonly used in road construction, may not meet the required standards in some regions, necessitating the transport of higher-quality laterite from distant locations. This practice increases construction costs. This research explores the use of bottom ash and cement as replacements for laterite in pavement materials. The proportion of bottom ash used varied from 10 to 50% by dry weight of the laterite, while the cement contents were 1, 3, 5, and 7% by dry weight of the laterite-bottom ash mixture. The experiments included unconfined compressive strength, splitting tensile strength, California bearing ratio, and durability against wetting-drying cycles. The results indicate that the stabilised laterite significantly increases strength values—2 to 14 times greater than those of unstabilised laterite, with 20% bottom ash replacement yielding the best results. Microstructural analyses confirmed the strength test outcomes. Replacing laterite with bottom ash and cement proves to be a sustainable method for road construction, offering cost-effectiveness, conservation of natural resources, pollution reduction, and enhanced energy efficiency in accordance with the standards of the Department of Highways of Thailand.