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TU Berlin

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Abstract 15

Aspekte der Modellierung von Sandböden als Ein- und Zweiphasensysteme unter zyklischen Einwirkungen

MSc. Christian Carow
Dipl.-Ing. Daniel Aubram
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stavros A. Savidis
Technische Universität Berlin

Der zyklische Charakter der Einwirkungen ist bei vielen Problemstellungen der Geotechnik von großer praktischer Relevanz. Hierzu zählen insbesondere die Planung und Bemessung von erdbebengefährdeten Bauwerken und Offshore-Gründungen. Für diese werden zunehmend numerische Simulationen durchgeführt, welche jedoch eine realitätsnahe Modellierung des Verhaltens von Sand unter zyklischen Lasten voraussetzen. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit numerischen Ansätzen, die in diesem Kontext eingesetzt werden können, und geht dabei auch auf die wichtige Rolle von Laborversuchen ein.

Für die Modellierung des mechanischen Verhaltens des Korngerüstes wird ein leistungsfähiges Stoffgesetz vorgestellt, welches auf Prinzipien der elastoplastischen Grenzflächenplastizität sowie der critical soil mechanics basiert. Es wird aufgezeigt, wie Laborversuche die Ermittlung und Kalibrierung der Stoffgesetzparameter ermöglichen. Ferner wird auf die Bedeutung der Porenwasserdruckakkumulation infolge zyklischer Lasten eingegangen. Um diese bei numerischen Berechnungen zu berücksichtigen, wird auf ein Porenwasser-Kornstruktur-gekoppeltes finites Element zurückgegriffen. Die Möglichkeiten und Einschränkungen der vorgestellten numerischen Modelle werden anhand geeigneter Berechnungsbeispiele demonstriert.

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