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Numerische Studien zum in-situ Setzungsverhalten von Gründungssystemen unter zyklischer Einwirkung in nichtbindigen Böden

Meißner, Simon :
Numerische Studien zum in-situ Setzungsverhalten von Gründungssystemen unter zyklischer Einwirkung in nichtbindigen Böden.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2014)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Numerische Studien zum in-situ Setzungsverhalten von Gründungssystemen unter zyklischer Einwirkung in nichtbindigen Böden
Language: German
Abstract:

Die vorliegende Arbeit liefert einen Beitrag zur Prognose des Setzungsverhaltens von Gründungssystemen unter zyklischer Einwirkung in nichtbindigen Böden. Insbesondere bei modernen Infrastrukturprojekten wie z. B. bei Magnetschnellbahnen oder bei Hochgeschwindigkeitsstrecken der Bahn werden hohe Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit des Unterbaus gestellt, die es im Rahmen der Planung und Ausführung zu erfüllen gilt. Derzeit stehen für die Prognose von Setzungen und somit der Gebrauchstauglickeit von Gründungsystemen unter ausgeprägt zyklischen Einwirkungen nur grobe Bemessungshilfen zur Verfügung. Grundsätzlich kann beobachtet werden, dass bei einer gewissen Lastzyklenzahl und Größe der zyklischen Einwirkung die irreversiblen Setzungsanteile überwiegen. Ursächlich hierfür sind u. a. Verdichtungsprozesse des Korngerüstes sowie Kornbruch und Kornabrieb.

Eine umfangreiche Darstellung von zyklischen Laborversuchen sowie Gründungssystemen und Modellversuchen unter zyklischer Einwirkung war die Grundlage für die Erarbeitung eines eigenen Vorschlages zur Beurteilung des Tragverhaltens von Flach- und Tiefgründungen unter ausgeprägt zyklischer Einwirkung unter Berücksichtigung der maßgebenden Einflussfaktoren bezüglich der zyklischen Lastamplitude und der mittleren statischen Belastung. Auf Grundlage von Messergebnissen wurden Grenzlinien für Lastzyklenzahlen mittels einer Regressionsanalyse bestimmt und Lastzyklenbeiwerte formuliert.

Weiterhin wurden in dieser Arbeit die Grenzen und Möglichkeiten der numerischen Verfahren im Hinblick auf die Berücksichtigung zyklischer Einwirkungen aufgezeigt. Es zeigt sich, dass die Verwendung eines hypoplastischen Stoffgesetzes mit intergranularer Dehnung für die Ermittlung des Setzungsverhaltens unter zyklischer Einwirkung unter bestimmten Randbedingungen geeignet ist.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
The present work provides a contribution towards the assessment of the settlement behaviour of foundation systems in non-cohesive soils under cyclic loading. In particular for modern infrastructure projects, such as the construction of magnetic levitation lines or high speed rail way lines, high demands are placed on the serviceability, which have to be fulfilled within the scope of planning and execution. Currently, only coarse estimates aids are available for the assessment of settlements and the serviceability of foundation systems under cyclic loading. As a basic principle, it can be observed that with a certain number of cycles and the size of the cyclic loading, the elastic deformations are superimposed by the plastic deformations. The reasons for this are, among other things, material compaction processes as well as grain damage and grain abrasion. A comprehensive compilation of cyclic laboratory tests as well as foundation systems and model tests under cyclic loading were the basis for an own proposal for the assessment of pile behaviour under cyclic loading. In this proposal the relevant factors such as the cyclic load amplitude, the static pile resistance and the mean static load were taken into consideration. Based on the analysed test results boundary lines for a specified number of cycles as well as the cyclic loading factors were determined by means of a regression analysis. Furthermore, the possibilities and limitations of numerical modelling with regard to the consideration of cyclic loading were identified in this study. Basically, it appears that the use of a hypoplastic constitutive model with intergranular strain for the determination of displacements under cyclic loading is possible under certain conditions. English
Series Name: Mitteilungen des Instituts für Werkstoffe und Mechanik im Bauwesen der Technischen Universität Darmstadt
Number: 42
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Institute of Steel Constructions and Material Mechanics > Fachgebiet Werkstoffmechanik > Geotechnik
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Institute of Steel Constructions and Material Mechanics
Date Deposited: 29 Jul 2014 05:42
Last Modified: 29 Jul 2014 05:42
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-40511
Referees: Arslan, Prof. Dr. Ulvi and Wörner, Prof. Dr. Jan and Schneider, Prof. Dr. Jens
Refereed: 7 November 2013
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/4051
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  • Numerische Studien zum in-situ Setzungsverhalten von Gründungssystemen unter zyklischer Einwirkung in nichtbindigen Böden. (deposited 29 Jul 2014 05:42) [Currently Displayed]
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