Bodengewölbe unter ruhender und nichtruhender Belastung bei ...

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Abschnitt 7
Bild 7.17 zeigt die numerisch berechneten Geokunststoffdehnungen (bzw. Stabelementdehnungen)
für die Einbauhöhen 0,35 m und 1,00 m und verschiedene Bewehrungssituationen
unter statischer Belastung. Analog zu den Modellversuchen ist festzustellen, dass der Membraneffekt
und die Dehnungsbeanspruchung mit zunehmender Höhenlage zurückgeht. Die
Beanspruchung der einzelnen Lagen erfolgt (von unten nach oben) in den statischen FEM-
Modellen etwa im Verhältnis:
• F G,unten : F G,oben = 1 : 0,55 bei zweilagiger Bewehrung,
• F G,unten : F G,Mitte : F G,oben = 1 : 0,60 : 0,40 bei dreilagiger Bewehrung.
Dehnung ε [%]
a) Einbauhöhe h = 0,35 m
1
0.8
0.6
0.4
0.2
GG
oben
Mitte
unten
FEM
1-lagig 2-lagig 3-lagig
Dehnung ε [%]
b) Einbauhöhe h = 1,00 m
1
0.8
0.6
0.4
0.2
oben
Mitte
unten
0
0 20 40 60 80 100
Auflast σ stat
[kN/m 2 ]
0
0 20 40 60 80 100
Auflast σ stat
[kN/m 2 ]
Bild 7.17: Dehnungsbeanspruchung in den einzelnen Geokunststofflagen im 2D-
Ersatzmodell für statische Belastung
Bevor auf die Dehnungen in den zyklischen FEM-Modellen eingegangen wird, soll nachfolgend
der Verformungsvorgang während der zyklischen Berechnungsphase erläutert werden.
Im FEM-Modell werden insbesondere für die Torfbereiche zyklisch-viskoplastische Verformungsanteile
ermittelt. Diese führen zu einem Absinken der oberhalb befindlichen Bodenund
Geokunststoffelemente. Mit zunehmender Lastzyklenzahl stanzen sich die Pfahlköpfe
wie in den Modellversuchen von unten in das bewehrte Bodenpaket ein, siehe Bild 7.18. Die
Einstanzverformungen führen zu einer Zusatzbeanspruchung in den Geokunststoffstabelementen,
siehe Bild 7.19a. Der Dehnungszuwachs erfolgt dabei etwa im gleichen Verhältnis
wie bei der Zugkraftverteilung unter statischer Belastung, d.h. durch die zyklischviskoplastischen
Verformungen erfährt wiederum die unterste Geokunststofflage den größten
Dehnungszuwachs.