Anwendung des PWD-Testers für die Analyse des Porenwasserdruckaufbaus in zyklisch beanspruchten Böden

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ivo Herle
• Fachliche Zuordnung: Geotechnik, Wasserbau
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 559147838

Die Untersuchung des Aufbaus des Porenwasserdrucks (PWD) unter zyklischer Beanspruchung verschiedener Böden erfolgt i. d. R. in Triaxial- oder Einfachscherversuchen. Diese Experimente sind zeitaufwendig und nur in speziell ausgestatteten Labors durchführbar. Der vom Antragsteller neu entwickelte PWD-Tester ermöglicht eine schnelle, effiziente und systematische Untersuchung des PWD-Aufbaus (nicht nur) in grobkörnigen Böden und stellt somit eine potenzielle Ergänzung oder sogar Alternative zu den oben genannten aufwendigen Versuchen dar. Im beantragten Forschungsprojekt sollen die Möglichkeiten des PWD-Testers weiter untersucht werden. Ergänzend zum bisherigen Aufbau soll die Scherkraft gemessen werden, um ein vollständigeres Bild des Spannungs-Dehnungsverhaltens von Böden unter monotonen und zyklischen Scherbeanspruchungen zu erhalten. Die Versuchsdurchführung beschränkt sich dabei nicht nur auf undränierte Bedingungen, sondern findet auch unter dränierten Bedingungen statt. Darüber hinaus wird der Anwendungsbereich des PWD-Testers durch die Einbeziehung weiterer Bodenarten erweitert. Dadurch kann der PWD-Aufbau bei Scherung unter undränierten Bedingungen und die damit verbundene Aufweichung unter zyklischer Beanspruchung auch in feinkörnigen Böden untersucht werden. Der PWD-Tester soll ebenfalls zur schnellen Kalibrierung fortgeschrittener Stoffmodelle eingesetzt werden. Dies unterstützt die Entwicklung sowie die kritische Prüfung neuer Stoffmodelle. Hierbei bildet die Auswertung der Versuchsdaten, wie der Abbau des Schubmoduls bei zunehmender Scherdehnungsamplitude und die Entwicklung des PWDs unter zyklischer Belastung, die Grundlage der Kalibrierung. Schließlich werden zyklische Beanspruchungen analysiert, die aus einer Abfolge unregelmäßiger Scherdehnungsamplituden bestehen. Auf dieser Weise lassen sich realistische Erdbebensignalen nachbilden. Hiermit sind schnelle Analysen von mannigfaltigen Belastungsszenarien möglich, die auch zur besseren Definition von äquivalenten regelmäßigen Zyklenpaketen als Ersatzbelastung beitragen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen