Bodengewölbe unter ruhender und nichtruhender Belastung bei ...

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Abschnitt 1
ferenz (Aufstandsfläche / Ausfallbereich) insbesondere ein ausreichendes Verhältnis der
Überdeckungshöhe h zur Stützweite s.
Während ein solches Bodengewölbe für statische Lastzustände stabil ist, konnte für zyklischdynamische
Beanspruchungen hingegen in ersten durchgeführten Laborversuchen ein partielles
Nachlassen der Gewölbewirkung beobachtet werden (Zaeske, 2001). Es wird angenommen,
dass unter bestimmten zyklischen Lasteinwirkungen eine Auflösung der in Richtung der
Gewölbebögen (Drucktrajektorien) verlaufenden Kornkontaktstellen innerhalb des granularen
Materials auftreten kann und stattdessen vermehrt Kornumlagerungen und Korndrehungen
stattfinden, die zur Ausbildung von Scherfugen nach Bild 1.1c führen. Von den festen Auflagerungsbereichen
beginnend, breiten sich diese in den oberhalb befindlichen Bodenkörper
aus. Näherungsweise kann z.B. ein dreieckförmiger Gleitkeil als Bruchmechanismus angenommen
werden.
Bei praktischen Projekten kann das Phänomen der Gewölbeausbildungen z.B. bei siloartigen
Behältern, im Tunnelbau, im Bereich von Erdfällen und Tagesbrüchen oder bei Systemen, die
nach dem Wirkungsprinzip geokunststoffbewehrter Erdschichten über Pfahlelementen (GEP)
konstruiert sind, beobachtet werden. Die weiteren wissenschaftlichen Untersuchungen innerhalb
dieser Arbeit beschränken sich weitgehend auf letzteren Anwendungsfall.
σ stat
Gewölbewirkung im Erdkörper
h
Mem branwirkung
des Geokunststoffes
Bettungswirkung
der Weichschicht
Pfahlelement
a)
b)
Tragfähiger Untergrund
s
Bild 1.2:
GEP-Tragsystem (a) und Tragmechanismen (b)
Insbesondere bei GEP-Tragsystemen wird die Gewölbeausbildung konstruktiv zur Lastableitung
genutzt. Die Gewölbe stellen den wichtigsten Bestandteil des Tragsystems dar, siehe
Bild 1.2. Die Bettungsdifferenz wird bei diesem System künstlich durch Einbringen punktoder
linienförmiger Tragelemente erzeugt. Die sich ausbildenden Bodengewölbe leiten ober-