Über ein elastoplastisches Stoffgesetz für zyklisch beanspruchten Sand. Issue 9 (9th August 2017)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Carow, Christian; Rackwitz, Frank; Savidis, Stavros
• Is Part Of: Bautechnik. Volume 94:Issue 9(2017:Sep.)
• Page Start: 604
• Page End: 612
• Publication Date: 2017-08-09
• Subjects: Stoffgesetze -- Sand -- Grenzflächenplastizität -- Belastung, zyklische; constitutive models -- sands -- bounding surface plasticity -- cyclic loading; Grundbau/Geotechnik -- Erdbeben -- Baustoffe; Geotechnical engineering -- Earthquake -- Building materials; Civil engineering -- Periodicals; Structural engineering -- Periodicals; Building -- Periodicals; Civil engineering -- Germany -- Periodicals; Structural engineering -- Germany -- Periodicals; Building -- Germany -- Periodicals; 624
• DOI: 10.1002/bate.201700042
• Languages: English
• ISSNs: 0932-8351

Abstract

Abstract: Die numerische Simulation aktueller Problemstellungen in der Geotechnik erfordert Stoffgesetze, die das Spannungs‐Dehnungsverhalten von Sand realitätsnah beschreiben. In Bezug auf monotone Lasten sind mit bestehenden Modellierungsansätzen bereits sehr gute Ergebnisse zu erzielen. Das Materialverhalten bei zyklischer Beanspruchung ist jedoch außerordentlich komplex. Selbst die derzeit leistungsfähigsten Stoffgesetze können nur einzelne Aspekte abbilden. Daher ist weitere Forschungsarbeit dringend erforderlich. Vor diesem Hintergrund stellt der Beitrag ein Stoffgesetz für Sand vor, das auf der Grenzflächenplastizität sowie dem Konzept kritischer Zustände basiert. Es kann das Verhalten des Bodens für komplexe zyklische Belastungspfade über eine breite Spanne von Dichte‐ und Spannungszuständen mit einem einzigen Parametersatz abbilden. Die Funktionsweise des Stoffgesetzes wird im Beitrag konzeptionell dargestellt. Die Ergebnisse der numerischen Simulation zyklischer undränierter Triaxialversuche werden den Ergebnissen entsprechender Laborversuche gegenübergestellt. Der Vergleich liefert eine gute Übereinstimmung. Die Eignung des Stoffgesetzes für den Einsatz in komplexen numerischen Simulationen wird anhand eines Berechnungsbeispiels gezeigt. Hierfür wurde ein Staudamm gewählt, der durch einen Erdbebenzeitverlauf an der Basis angeregt wird. Abschließend werden im Beitrag Ansätze zur Weiterentwicklung des Stoffgesetzes aufgezeigt.