Bodengewölbe unter ruhender und nichtruhender Belastung bei ...

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Abschnitt 1
Zusätzlich zur Veränderung des Spannungszustandes, d.h. Gewölberückbildung und dadurch
bedingte erhöhte Beanspruchungen der einzelnen Systemkomponenten (Geokunststoff und
Pfahlelement), gehen mit nichtruhenden Beanspruchungen immer auch kumulativ-plastische
Verformungen einher. Diese sind insbesondere hinsichtlich des Langzeitverhaltens der Konstruktion
und damit im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit von Bedeutung.
Während über die Gewölbeausbildung unter ruhenden Einwirkungen wissenschaftlich weitgehend
abgesicherte Erkenntnisse vorliegen, kann das Gewölbetragverhalten unter nichtruhenden
Beanspruchungen noch nicht zuverlässig vorhergesagt werden. Mit der vorliegenden
Forschungsarbeit sollen die Einflüsse zyklisch-dynamischer Beanspruchungen auf ein unbewehrtes
und ein geokunststoffbewehrtes Gewölbesystem wissenschaftlich untersucht und die
Erkenntnislücken zumindest für die im Verkehrswegebau zu erwartenden Einwirkungen geschlossen
werden. Die Untersuchungen werden in der Arbeit exemplarisch am Beispiel eines
GEP-Dammsystems durchgeführt, sie können aber auch auf andere praktische Situationen
(s.o.) unter nichtruhenden Lasten übertragen werden.
Im Einzelnen werden folgende Teilziele verfolgt:
• Identifikation der wesentlichen Einflussgrößen, die zu einer Gewölbereduktion unter
nichtruhenden Beanspruchungen führen sowie modellmäßige Beschreibung der
Versagensmechanismen beim zyklischen Versagen.
• Benennung von geometrischen Randbedingungen oder zyklischen Belastungsrandbedingungen,
die eine quasi-statische Bemessungsvorgehensweise mit den derzeit vorhandenen
Bodengewölbemodellen gerade noch erlauben.
• Ableitung eines bodenmechanischen Modells zur Gewölbereduktion und zum Durchstanzmechanismus;
d.h. zyklisch-dynamische Einwirkungen, die außerhalb der obigen
Gültigkeitsgrenzen statischer Gewölbemodelle liegen, sollen durch ein erweitertes Berechnungsverfahren
berücksichtigt werden.
• Identifizierung eines stabilisierenden Einflusses der Geogitterlagenanzahl auf die Gewölbeausbildung.
Modellversuche mit mehrlagiger Bewehrung liegen für GEP-Tragsysteme
in Deutschland derzeit noch nicht vor.
• Überprüfung der Anwendbarkeit von analytischen Berechnungsmodellen für mehrlagige
Bewehrungsanordnungen.
• Abschließende Aufbereitung der wissenschaftlichen Erkenntnisse und der entwickelten
analytischen Ansätze in einer für die Ausführungspraxis umsetzbaren Form sowie Angabe
von Konstruktionsempfehlungen.