Lehrstuhl Geotechnik
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Item Bemessungserddruck und Setzungsentwicklung bei integralen Brücken(2021) Deckert, Marcel; Hettler, Achim; Vrettos, ChristosDie vorliegende Arbeit umfasst umfangreiche Untersuchungen und Darstellungen zum Bemessungserddruck und zur Setzungsentwicklung bei integralen Brücken. Bei integralen Brückenbauwerken spielt die Interaktion zwischen Bauwerk und Baugrund eine bedeutende Rolle, da diverse Zwangsbeanspruchungen aus dem Brückenüberbau direkt über die Widerlager auf die angrenzende Hinterfüllung übertragen werden. Der in Deutschland angewandte Bemessungsansatz des Erddrucks für Widerlagerwände von VOGT wird validiert. Darüber hinaus wird auf Grundlage der eigenen Erkenntnisse aus numerischen Berechnungen und Messungen am Beispielprojekt ein vereinfachter Bemessungsansatz vorschlagen. Außerdem beinhaltet die Arbeit ausführliche numerische Untersuchungen zum zyklischen Erddruck auf Widerlagerwände sowie zum Setzungsverhalten der angrenzenden Hinterfüllung mit vier verschiedenen Stoffmodellen: Hardening-Soil, Hypoplastizität mit und ohne intergranulare Dehnung und Neohypoplastizität. Im Transfer-Forschungsprojekt (DFG-Projektnummer 397521181) konnten innerhalb des ersten Jahres bereits einige Erkenntnisse gewonnen werden. Es lassen sich die sog. Tageszyklen, die auf Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht zurück zu führen sind, in den Erddruckmessungen gut erkennen.Item Experimentelle und numerische Untersuchungen zum Verhalten von Sand bei monotoner und niederzyklischer Belastung(2017) Danne, Stefanie; Hettler, Achim; Schanz, TomIn der Arbeit werden Fragen zum Spannungs-Dehnungs-Verhalten von nichtbindigen Böden bei monotoner und niederzyklischer Belastung beantwortet. Mithilfe eines systematischen experimentellen Versuchsprogramms werden zunächst neue Erkenntnisse gewonnen. Dazu werden dränierte, kraftgesteuerte Triaxialversuche durchgeführt. Mit dem verwendeten Gerät können Radial- und Axialspannungen separat gesteuert werden. So ist es möglich, Spannungspfade in beliebige Richtungen von verschiedenen Spannungsausgangszuständen aufzubringen. Es werden Versuche mit monotoner und niederzyklischer Belastung durchgeführt. Bei den niederzyklischen Versuchen werden die plastischen und die quasi-elastischen Verformungsanteile separat untersucht. Alle Versuche werden numerisch mit ausgewählten Stoffmodellen und einem empirischen logarithmischen Ansatz nachgerechnet. Bei der Auswertung der numerischen Berechnungen fallen die unterschiedlichen Ergebnisse bzw. Leistungsfähigkeit der untersuchten Stoffmodelle auf. Mit einer Gegenüberstellung der experimentellen und numerischen Ergebnisse können – insbesondere durch die Auswertung mit Antwortellipsen – Unterschiede und Gemeinsamkeiten quanti- und qualitativ beschrieben und bewertet werden. Ein Stoffmodell, das alle Versuchsergebnisse gleichermaßen zutreffend beschreibt, kann nicht identifiziert werden. Vielmehr wird gezeigt, dass die untersuchten, zum Teil bekannten, zum Teil relativ neuen Stoffmodelle insbesondere bei der Verformungsprognose bei niederzyklischer Belastung Defizite aufweisen, da z.B. der experimentell beobachtete Verformungszuwachs nur mit einem empirischen (logarithmischen) Ansatz zutreffend beschrieben werden kann. Empfehlungen für die Anwendung sind aus verschiedenen Gründen nur eingeschränkt möglich. Vielmehr gibt die Arbeit Anlass zu Diskussionen, wie mit den Abweichungen und der unterschiedlichen Leistungsfähigkeit der untersuchten Modelle umgegangen werden kann und welche Schlussfolgerungen bei der Anwendung in Randwertproblemen gezogen werden können.Item Anwendbarkeit des Bettungsmodulverfahrens mithilfe von Mobilisierungsfunktionen zur Prognose von Wandverschiebungen(Lehrstuhl Baugrund-Grundbau, Fakultät Architektur und Bauingenieurwesen, Technische Universität Dortmund, 2016) Hegert, Harriet; Hettler, Achim; Schanz, TomBrand et al. (2009, 2010, 2011) stellen in umfangreichen Untersuchungen signifikante Abweichungen zwischen gemessenen und nach EB 102 auf der Grundlage von Mobilisierungsfunktionen ermittelten Verformungen fest. Aufgrund der unklaren Sachlage wurde der betreffende Absatz der 4. Auflage in der 5. Auflage der EAB gestrichen. In der vorliegenden Arbeit wird diese Fragestellung aufgegriffen. Es wird gezeigt, dass systematische Fehler bei den unter idealisierten Bedingungen abgeleiteten Mobilisierungsfunktionen oder beim Ansatz des Ausgangsspannungszustandes nach Weißenbach und Gollub (1995) bzw. EAB ausgeschlossen werden können. Eine erhebliche Verbesserung der Prognose des Bettungsverhaltens lässt sich durch Ansatz eines wirklichkeitsnahen Reibungswinkels im Sinne eines Mittelwertes anstelle eines unteren charakteristischen Wertes erreichen. Verwendet man den Vorschlag von Besler, lässt sich die Steifigkeit durch Einführung eines Korrekturfaktors unter Beibehaltung der in der Praxis üblichen abgeminderten Reibungswinkel erhöhen, und es sind nicht mehr getrennte Nachweise für den Grenzzustand der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit erforderlich.Item Optimierte Berechnung von nicht gestützten Baugrubenwänden in Sand(Universität Dortmund, 2003-11-27) Gutjahr, Stephan; Hettler, Achim; Walz, B.Bei analytischen und numerischen Berechnungen von nicht gestützten Baugruben treten eine Reihe von offenen Fragen auf: Verteilung des Erddruckes, Ansatz der Wandreibung, Erdwiderstand unterhalb des Drehpunktes und Einfluss der Biegesteifigkeit auf das Tragverhalten. Mit numerischen Berechnungen werden die einzelnen Punkte untersucht. Zur Modellierung der Wandreibung wird ein hypoplastisches Kontaktmodell für beliebig raue Oberflächen entwickelt. Es werden die Einflüsse von Druckniveau, Lagerungsdichte des Bodens und des Scherwegs auf das Reibungsverhalten abgebildet. Für den Erdwiderstand unterhalb des Drehpunktes werden aus den Ergebnissen numerischer Berechnungen analytische Ansätze für die Verteilung und die Größe des Erdwiderstandes abgeleitet. Dabei werden die Einflüsse der Wandrauigkeit, der Lagerungsdichte des Bodens und der Drehpunktlage berücksichtigt. Ebenso werden die Bruchmechanismen bei Drehung um einen auf der Wand liegenden Punkt geklärt. Die Ergebnissen numerischer Berechnungen zeigen einen erheblichen Einfluss der Wandbiegesteifigkeit auf das Tragverhalten der Wand. Sowohl die Bodenreaktionen als auch die Schnittgrößen der Wand sind von dem Verhältnis von Wandbiegesteifigkeit und Bodensteifigkeit abhängig. Mit den Erkenntnissen der gewonnen Ergebnissen wird ein analytischer Ansatz zur Berechnung der bodenmechanischen Einspannung für Baugrubenwände vorgestellt.