D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

Belastung den Wert der effektiven Spannungen so verhält sich der Boden wie eine Flüssigkeit,da die Schubspannungen Null werden.Der sukzessive Anstieg des Porenwasserdrucks wird durch plastische Verformungen imKorngerüst verursacht, wobei eine Zunahme der Lagerungsdichte den Widerstand des Bodensgegen Porenwasserdruckakkumulation vergrößert [3][6]. Als weitere Einflussparameter füreine mögliche Porenwasserdruckakkumulation können u.A. die Zyklenzahl N, dieKornverteilung und das Verhältnis der zyklischen zur statischen Deviatorspannung genanntwerden [6]. Für Untersuchungen der Entwicklung des Porenwasserdrucks unter den zyklischbelasteten Fundamentplatten wird von der ZT derzeit das Konzept von Taiebat [6] verwendet.Dieses Konzept beinhaltet implizite Berechnungen zur Ermittlung der Spannungsänderungenund der Konsolidierung, und explizite Berechnungen zur Ermittlung derPorenwasserdruckentwicklung unter undrainierten Verhältnissen [9]. Die Korrelation zwischenPorenwasserdruckentwicklung und Anzahl der Lastzyklen wird anhand von undrainiertenzyklischen Triaxialversuchen erhalten.Infolge der zyklischen vertikalen und horizontalen Belastung des Baugrunds kann sich derSand schrittweise verdichten. Diese mit der Zyklenanzahl zunehmenden bleibenden Setzungenwerden von der ZT mit dem High-Cycle Accumulation (HCA) Modell berechnet. Das HCA-Modell wurde von Niemunis [7] vorgestellt, um die Setzungsakkumulation von nichtkohäsivenBöden unter hochzyklischen Belastungen (N>10³) nach einem mathematischenAnsatz zu prognostizieren. Wichtmann [8] hat insbesondere anhand umfangreicherLaborversuche gezeigt, dass mit dem weiterentwickelten Modell die zyklischeSetzungsakkumulation gut wiedergegeben wird. Die zyklischen Setzungen werdeninsbesondere von der Lagerungsdichte und dem Spannungszustand des anstehendenBaugrunds, der mittleren und der zyklischen Spannungsamplitude, und der Anzahl derLastzyklen N beeinflusst. Wichtmann [8] stellt weder bei der Akkumulationsintensität noch beider –richtung einen Einfluss der Belastungsfrequenz fest. Die Polarisationsänderung wird imvon der ZT umgesetzten Modell derzeit nicht berücksichtigt [9].Die Vorbelastungsgeschichte des Baugrunds weist eine große Bedeutung für dasSetzungsverhalten von Gründungskörpern auf. Mit dem HCA-Modell ist es möglich, diezyklische Vorbelastungsgeschichte zu berücksichtigen und Effekte wie die Selbstheilung vonOWEAn zu untersuchen [10].3.3 Lastprogramm für das TestfundamentFür die Erstellung des Lastprogramms für das Testfundament werden für irreguläreBelastungen äquivalente harmonische Lasten ermittelt, wie es auch vom BSH [14]vorgeschlagen wird (siehe auch Seed et al. [12] und Lin und Liao [13]). Lediglich für dieSimulation im Peak-Bereich eines Sturmereignis wird das Auftreten der Maximalwelle mit demtatsächlichen irregulären Lastverlauf simuliert. Um die genannten Prognosemodelle für dieEntwicklung von Setzungen und von Porenwasserdrücken anwenden zu können, ist es ebenfallserforderlich, dass die Belastungen in einem regulär-harmonischen Zeitverlauf definiert sind.Für die Erstellung des Lastprogramms für das Testfundament werden die Belastungen desSchwergewichtfundaments beim 1-Jahres Sturmereignis für den Standort Global Tech 1zugrunde gelegt. Die Definition des Sturmereignis erfolgt gemäß Norwegian PetroleumDirectorate (NPD) mit dem Referenzwert der signifikanten Wellenhöhe über bestimmteZeitdauern, vergl. Bild 5.In einem ersten Schritte wird für jede signifikante Wellenhöhe H S in einergesamtdynamischen Berechnung mit der Software BLADED ein 10-minütiges Lastkollektiv1988