10.1002/bate.200610060.abs

Zur Gründung von Dämmen für Verkehrsbauwerke auf weichen Böden werden oftmals Pfähle in der Weichschicht erstellt und Geogitter zwischen Dammkörper und Gründungselementen eingelegt. Im Rahmen bisheriger Bemessungsverfahren wird die zyklisch (dynamisch) wirkende Verkehrsbelastung stark vereinfacht und durch statische Ersatzlasten abgebildet. Die etablierte Modellvorstellung für statische Lasten geht von einer Lastabtragung über die Gewölbewirkung im Dammkörper und Zugspannungen in den Geogittern aus. Es ist jedoch zu erwarten, daß sich das Lastabtragungs‐ und Verformungsverhalten solcher Erdbauwerke während der Lebensdauer (Millionen von Lastzyklen) verändert. Die Zyklen verursachen im Boden eine Akkumulation der Verformungen und Spannungsänderungen, was zu einer Zerstörung des Spannungsgewölbes und zu unerwartet großen Setzungen des Dammkörpers führen kann. Erst seit kurzer Zeit stehen numerische Strategien und Stoffgesetze zur Verfügung, mit denen das Verhalten von Erdbauwerken unter sehr großen Zyklenanzahlen mit Hilfe der Finiten Elemente Methode untersucht werden kann. Dieser Beitrag stellt die Ergebnisse solcher Berechnungen mehrlagig geogitterbewehrter Dammkörper auf Weichschichten für den zweidimensionalen Fall vor. Diese zeigen u.a., daß die Geogitter in Abhängigkeit von ihrer Höhenlage unterschiedlich stark in das Gesamttragverhalten eingebunden sind und daß die Spannungsgewölbe durch zyklische Belastungen tatsächlich zerstört werden.

Numerical simulation of the deformation behaviour of multi‐layered geogrid‐reinforced embankments on pile foundations under static and cyclic loading.

Embankments for traffic constructions above soft soil are often founded on piles and geogrids are inserted at the bottom of the embankment. In the framework of present design procedures the cyclic (dynamic) traffic loads are considered in a very simplified manner. They are replaced by a static load with a magnification factor. The established model perception for static loading is a redistribution of stress due to arches in the embankment and tensile stress in the geogrids. However it has to be expected that the load bearing and deformation behaviour of such soil structures will change during the life time of the structure (millions of cycles). The cycles cause an accumulation of deformations and changes of stresses in the soil. This may cause a large destruction of the arches and may lead to unexpected settlements. Numerical strategies and constitutive models for the investigation of the behaviour of soils under high‐cyclic loading using finite element method were recently developed. This paper presents the results of such calculations of multi‐layered geogrid‐reinforced embankments on soft soil for the 2D case. The results show that, depending on the position of the geogrids in the embankment, their contribution is unequally to the bearing behaviour and that the stress arches will actually be destroyed under cyclic loading.