Einfluss der Anisotropie von weichem Ton beim Grenzzustand von Baugrubenecken und der Gebrauchstauglichkeit von Verbauwänden
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Standsicherheit von nicht-ebenen Schlitzwand-Ecklamellen in weichem, normalkonsolidiertem bindigen Boden und die Setzungen von benachbarten Fundamenten infolge des Herstellungsvorgangs einer Schlitzwand wurden mit Hilfe der FE-Methode numerisch untersucht. Um das K0−anisotrope Verhalten des Bodens besser simulieren zu können, wurde eine Erweiterung der Visko-Hypoplastizität entwickelt und in einer FE-kompatiblen Subroutine implizit implementiert. Die neue anisotrope Visko-Hypoplastizität ist in der Lage, die Ratenabhängigkeit, das Kriechen, die Relaxation, die Anisotropie, und die Akkumulation des Porenwasserdruckes infolge undrainierter Deformationszyklen wiederzugeben. Bezüglich der Standsicherheit wurde der unter Suspension gestützte Aushub des Eckschlitzes und das Verhalten des Schlitzes bis zum Bruchzustand simuliert. Der dadurch entstandene Bruchkörper hat die Form eines vertikalen Viertelzylinders, der von seiner Unterseite her von einer geneigten Ebene begrenzt wird. Im Vergleich mit den in Deutschland üblichen verwendeten analytischen Verfahren zur Berechnung der Standsicherheit, die normalerweise von einem Erdkeilmodell ausgehen, ist der Mechanismus für den Eckschlitz mit dem Viertelzylinder kritischer. Dieses Ergebnis spricht für die Entwicklung eines analytischen Verfahrens, das auf diesem Mechanismus basiert. Die Simulationen der Gebrauchstauglichkeit von benachbarten Fundamenten infolge der Herstellung von Eckschlitzwänden zeigen, dass die Setzungen stark von der Abwicklungslänge des Eckschlitzes abhängen und wenig vom Verhältnis der Schenkellängen L1 /L2 . Zusätzlich nehmen die Setzungen mit der Gebrauchslast des Fundamentes zu. Für die gleiche Gebrauchslast nimmt die Setzung mit dem Abstand des Fundamentes zum Schlitz stark ab. Sowohl die Standsicherheit des offenen Schlitzes als auch die Setzungen des benachbarten Fundamentes hängen stark von der Zeit ab. Ein schnellerer Aushub des Schlitzes und eine schnellere Betonierung der Wand führen zu größeren Standsicherheiten und kleineren Setzungen des Fundamentes, als eine langsamere Vorgehensweise.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- “Anisotropic viscohypoplasticity”. Acta Geotechnica, 4:293–314, 2009
A. Niemunis, C. Grandas-Tavera, and L. Prada-Sarmiento
- “Anisotropic viscohypoplasticity”. In: “Proceedings of the 1st International Symposium on Computational Geomechanics (ComGeo I)”, Juan-les-Pins, Cote d’Azur, France. ISBN 0-9510380-4-4, 2009
A. Niemunis, C. Grandas-Tavera, and L. Prada-Sarmiento
