Bodengewölbe unter ruhender und nichtruhender Belastung bei ...

Numerische Berechnung ausgewählter Versuche 147
Bild 7.21 zeigt noch einmal die numerisch berechnete Spannungsveränderung während der
zyklischen Lastphase. Die vertikalen Spannungen im Bereich der untersten Geokunststofflage
bleiben infolge des quasistatischen Ansatzes nahezu konstant. Infolge der starken Weichschichtsetzungen
kann teilweise sogar ein „Hochwandern“ der Gewölbespitze bemerkt werden,
siehe auch Bild 7.18c. Qualitativ richtig wiedergegeben wird im FEM-Modell, dass sich
mit zunehmender Geogitteranzahl und Einbauhöhe die Weichschichtentlastung erhöht.
Spannnung σ z0
[kN/m 2 ]
10
8
6
4
2
3 GG
h [m]
0,35
0,70
1,00
0
1x10 0 1x10 1 1x10 2 1x10 3 1x10 4 1x10 5 1x10 6
Lastzyklus N [-]
0 GG
Bild 7.21:
Numerisch berechnete vertikale Spannungen
im Bereich der untersten Geokunststofflage
Obwohl eine vollständige Übereinstimmung mit den Versuchsbeobachtungen durch die FEM
nicht erreicht werden konnte, ist festzustellen, dass die grundsätzlichen Tragmechanismen an
dem numerischen Modell bestätigt werden. Die zyklischen FEM-Modelle geben die Verformungsakkumulation,
den Einstanzmechanismus und die über die Zyklendauer entstehenden
Dehnungszuwächse in den Geokunststofflagen realitätsnah wieder. Das Geokunststoffbeanspruchungsverhältnis
stimmt im FEM-Modell und Modellversuch überein.
7.3.4 Unbewehrtes und bewehrtes räumliches Modell
Aus Symmetriegründen kann Modellversuchsstand M1 als 3D-Modell mit Hilfe des in
Bild 7.22 dargestellten reduzierten Ausschnittes modelliert werden. Das Modell besteht aus
8 Knoten-Kontinuumelementen (Elementtyp C3D8) mit linearem Ansatz. Die Geogitterlagen
wurden durch 4 Knoten-Membranelemente (M3D4) mit Kontaktflächen analog zu Bild 7.14
modelliert. Die nachfolgenden Ausführungen beschränken sich auf die berechneten Setzungen
und Membrandehnungen. Die Ergebnisse der 3D-Modelle werden den 2D- und rotationssymmetrischen-Modellen
gegenübergestellt und Berechnungsunterschiede aufgezeigt. Da-