Bodengewölbe unter ruhender und nichtruhender Belastung bei ...

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Abschnitt 7
rialparameter. Auf Grundlage der Laborversuche (Abschnitt 4) konnten für das linearelastische
Stoffgesetze, das Stoffgesetz nach Mohr-Coulomb sowie den zyklischviskoplastischen
Stoffansatz nach Stöcker (2002) die erforderlichen Parameter abgeleitet werden.
Nachfolgend werden ausgewählte Elementparameter durch numerische Vergleichsberechnungen
überprüft und Abweichungen zwischen FEM-Modell und Realität erläutert.
7.2.2 Modellsand-, Weichschicht-, Pfahlbereiche und Lastplatte
Tabelle 7.2 enthält die bodenmechanischen und physikalischen Kenngrößen für den Modellsand,
den Torf, die Pfahlelemente sowie die zur Simulation einer starren Auflast verwendete
Lastplatte. Da mit Hilfe des Mohr-Coulombschen Stoffgesetzes die in den Laborversuchen
festgestellte Spannungsabhängigkeit des Reibungswinkels und des Steifemoduls nicht abgebildet
werden kann, wurden in den numerischen Berechnungen für den Modellsand und den
Torf mittlere Kenngrößen festgelegt. Die Steifemoduln ergaben sich dabei für einen mittleren,
aus den Modellversuchen abgeleiteten Spannungsbereich (Modellsand: E s ≈ 20 MN/m 2 , Torf:
E s ≈ 0,8 MN/m 2 ). Der Reibungswinkel des Modellsandes wurde mit Hilfe des linearen Ansatzes
nach Abschnitt 4.1.3 ermittelt.
Tabelle 7.2:
Kenngrößen für die Stoffgesetze linear-elastisch und Mohr-Coulomb sowie
Parameter für den zyklisch-viskoplastischen Stoffansatz
Material
E
[MN/m²]
Kennwerte linear-elastisch und Mohr-Coulomb
ν
[-]
ρ
[g/cm³]
Beton 24000 0,2 2,4 linear-
Lastplatte 210000 0,3 0,001 * elastisch
ϕ’
[°]
ψ
[°]
c’
[kN/m²]
Modellsand 12,5 0,33 1,695 39 9 0
Torf 0,365 0,4 0,8 24 1 8,5
Material
β
[-]
zyklisch-viskoplastischer Stoffansatz (Stöcker, 2002)
χ
[-]
α
[-]
Modellsand 0,053 -1,0388 0,1581 0 0,014 0,1 0 0,8
N
[-]
Torf 16,786 0,401 0,2055 0 0,014 0,1 0 0,8
* Lastplatte gewichtslos
ω 0
[-]
λ 1
[-]
λ 2
[-]
K
[-]