Entwicklungen in der numerischen Modellierung geotechnischer Randwertprobleme: Fid-Bau Portal

Entwicklungen in der numerischen Modellierung geotechnischer Randwertprobleme

Machaček, Jan / Staubach, Patrick

AbstractIn diesem Aufsatz werden neue Entwicklungen im Rahmen des Finite‐Elemente‐Programms numgeo vorgestellt und deren Anwendbarkeit und Robustheit durch Simulation eines erdbebenbeanspruchten wassergesättigten Damms und das Herausziehen von (Verpress‐)Ankern gezeigt. Die Simulation von seismisch belasteten wassergesättigten Böschungen stellt hohe Anforderungen an die verfügbaren Elementformulierungen und Stoffmodelle, für welche numgeo speziell entwickelt wurde. Die Robustheit und Anwendbarkeit der Letztgenannten wird durch die automatische Kalibrierungssoftware numgeo‐ACT erheblich verbessert. Für die Simulation des Ausziehwiderstands von Ankern spielt das Kontaktverhalten zwischen Verpressgut und umliegendem Boden eine entscheidende Rolle. In diesem Beitrag wird durch die Nachrechnung von Modellversuchen demonstriert, dass ein einfaches Coulombsches Reibmodell für die Beschreibung des Kontaktverhaltens nicht ausreicht, um den Ausziehwiderstand adäquat zu bestimmen. Mithilfe des in numgeo implementierten hypoplastischen Reibmodells können wesentlich bessere Prognosen erzielt werden.

Translation abstractContributions to numerical modelling of geotechnical boundary value problems – automatic parameter calibration, earthquake‐induced liquefaction and pull‐out resistance of grouted anchorsIn this paper, new developments within the finite element program numgeo are presented and their applicability and robustness are shown by simulating an embankment subjected to earthquake loading and the pull‐out of (grouted) anchors. The simulation of water‐saturated embankments subjected to seismic loading places high demands on the available element formulations and constitutive models, for which numgeo was specially developed. The robustness and applicability of the latter is considerably improved by the automatic calibration software numgeo‐ACT. For the simulation of the pull‐out resistance of grouted anchors, the contact behaviour between grouted material and surrounding soil plays a decisive role. In this paper, it is demonstrated through the back‐calculation of model tests that a simple Coulomb friction model for the description of the contact behaviour is not sufficient to adequately determine the pull‐out resistance. With the help of the hypoplastic contact model implemented in numgeo, much better predictions can be achieved.