Bodengewölbe unter ruhender und nichtruhender Belastung bei ...

Zusammenfassung 185
Auf Grundlage der Versuchsergebnisse des Versuchsstandes M1 konnten die wesentlichen
Einflussgrößen, die zu einer Gewölbereduktion führen, für unbewehrte Systeme identifiziert
werden. Für das Stützweiten-Überdeckungshöhenverhältnis sowie die das Gewölbesystem
beanspruchende Lastamplitude werden Randbedingungen genannt, die eine statische Bemessungsvorgehensweise
mit den derzeit vorhandenen Bodengewölbemodellen gerade noch erlauben.
Für geometrische und zyklische Randbedingungen, die außerhalb der Gültigkeitsgrenzen
liegen, werden zwei Berechnungsansätze vorgestellt. Das GRF-Verfahren ist ein vereinfachtes
analytisches Berechnungsverfahren, das auf dem Gewölbemodell nach Zaeske
(2001) aufbaut. Die Gewölberückbildung wird pauschal über einen aus Modellversuchen abgeleiteten
Gewölbereduktionsfaktor κ berücksichtigt. Als bodenmechanisches Modell zur
Gewölbereduktion und zur Scherflächenausbildung wird das Modell nach Russel et al. (1997)
vorgestellt, welches um zwei modifizierte Reibungsansätze erweitert wurde. Mit Hilfe der
Berechnungsansätze ist eine Berücksichtigung der Gewölbereduktion bei unbewehrten Systemen
infolge nichtruhender Belastung möglich.
Die Untersuchungen zur Gewölbestabilisierung durch horizontale Geogitterlagen fanden e-
benfalls mit Hilfe des Versuchsstandes M1 statt. Es wurde festgestellt, dass durch Einlegen
von Geogittern das Systemverhalten unter nichtruhender Belastung verbessert werden kann
und Geogitter setzungsreduzierend wirken. Unter nichtruhender Beanspruchung kommt es im
Bereich der Pfahlköpfe infolge einer Einstanzbeanspruchungen zu großen Geogitterdehnungen
in den tiefliegenden Bewehrungslagen. Analytisch können die Zusatzdehnungen mit Hilfe
des GRF-Verfahrens und des Membranmodells nach Zaeske (2001) auf der sicheren Seite
liegend abgeschätzt werden.
Die durchgeführten numerischen Vergleichsberechnungen, unter Verwendung des zyklischen
Stoffansatzes nach Stöcker (2002), bestätigen qualitativ und teilweise quantitativ die Modellversuchsergebnisse
zur Gewölbeausbildung am Pfahlrasterausschnitt unter nichtruhender Beanspruchung.
Die erstellten FEM-Modelle bilden die Setzungsakkumulation, die Einstanzbeanspruchung
und den Dehnungsanstieg in den Geogitterlagen unter Zyklik realitätsnah ab.
Eine Gewölbereduktion tritt infolge des quasistatischen Stoffansatzes nicht ein. Von besonderer
Bedeutung bei der numerischen Berechnung von GEP-Systemen hat sich die Berücksichtigung
der Theorie 2. Ordnung herausgestellt. Eine Nichtberücksichtigung kann zu einer Unterschätzung
der Geogitterdehnungen führen. Für dreidimensionale Modelle werden zur Abbildung
der Geogitter statt der üblichen Membranmodellierungen Seil- oder Stabtragwerke
empfohlen, da nur diese das Lastabtragungsverhalten eines Geogitters realitätsnah abbilden
können.