A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Constitutive modeling of anisotropic layered quasi-brittle materials : formulation and application to finite element analysis of layered rock mass and 3D printed concrete ; Constitutive modeling of anisotropic layered quasi-brittle materials
Das mechanische Verhalten von geschichteten quasi-spröden Materialien, wie beispielsweise Gestein oder 3D gedrucktem Beton, ist durch irreversible Verformungen, verfestigendes Materialverhalten im Vorbruchbereich sowie Entfestigung, begleitet durch eine Reduktion der Materialsteifigkeit aufgrund von Schädigungsprozessen im Nachbruchbereich, gekennzeichnet. Darüber hinaus zeigt das Materialverhalten von geschichteten quasi-spröden Materialien eine starke Abhängigkeit von der Belastungsrichtung bezogen auf die Orientierung der Schichtungsebenen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die mathematische Beschreibung der konstitutiven Beziehungen von anisotropen quasi-spröden Materialien. Zu diesem Zweck ist die Arbeit in zwei Teile gegliedert. Der erste Teil befasst sich mit der Entwicklung eines konstitutiven Modells für geschichtetes intaktes Gestein und Gebirge. Basierend auf einer kritischen Beurteilung gängiger Modellierungsansätze zur Berücksichtigung transversaler Isotropie in elasto-plastischen Modellen wird das isotrope Rock Damage Plasticity (RDP) Modell von Unteregger u. a. (2015) auf transversal isotropes Materialverhalten erweitert. Um netzunabhängige Ergebnisse in FE-Simulationen zu erhalten, wird das entfestigende Materialverhalten durch eine über-nichtlokale implizite Gradientenerweiterung nach Schreter u. a. (2018b) regularisiert. Das erweiterte Modell, bezeichnet als TI-RDP Modell, wird mittels eines impliziten Integrationsalgorithmus in die Material Modelling Toolbox Marmot (Neuner u. a. (2021)) implementiert. Das TI-RDP Modell wird durch Integrationspunkt Simulationen sowie 3D FE-Simulationen von triaxialen Druckversuchen von Niandou u. a. (1997) an Tournemire Schiefer kalibriert und validiert. Dabei werden verschiedene Neigungswinkel der Schichtungsebenen in Bezug auf die Belastungsrichtung sowie unterschiedliche Umschnürungsdrücke berücksichtigt. Um den Einfluss der Orientierung von geschichtetem Gebirge auf den Vortrieb tiefliegender Tunnel zu untersuchen, wird das TI-RDP Modell in 2D ...
Constitutive modeling of anisotropic layered quasi-brittle materials : formulation and application to finite element analysis of layered rock mass and 3D printed concrete ; Constitutive modeling of anisotropic layered quasi-brittle materials
Das mechanische Verhalten von geschichteten quasi-spröden Materialien, wie beispielsweise Gestein oder 3D gedrucktem Beton, ist durch irreversible Verformungen, verfestigendes Materialverhalten im Vorbruchbereich sowie Entfestigung, begleitet durch eine Reduktion der Materialsteifigkeit aufgrund von Schädigungsprozessen im Nachbruchbereich, gekennzeichnet. Darüber hinaus zeigt das Materialverhalten von geschichteten quasi-spröden Materialien eine starke Abhängigkeit von der Belastungsrichtung bezogen auf die Orientierung der Schichtungsebenen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die mathematische Beschreibung der konstitutiven Beziehungen von anisotropen quasi-spröden Materialien. Zu diesem Zweck ist die Arbeit in zwei Teile gegliedert. Der erste Teil befasst sich mit der Entwicklung eines konstitutiven Modells für geschichtetes intaktes Gestein und Gebirge. Basierend auf einer kritischen Beurteilung gängiger Modellierungsansätze zur Berücksichtigung transversaler Isotropie in elasto-plastischen Modellen wird das isotrope Rock Damage Plasticity (RDP) Modell von Unteregger u. a. (2015) auf transversal isotropes Materialverhalten erweitert. Um netzunabhängige Ergebnisse in FE-Simulationen zu erhalten, wird das entfestigende Materialverhalten durch eine über-nichtlokale implizite Gradientenerweiterung nach Schreter u. a. (2018b) regularisiert. Das erweiterte Modell, bezeichnet als TI-RDP Modell, wird mittels eines impliziten Integrationsalgorithmus in die Material Modelling Toolbox Marmot (Neuner u. a. (2021)) implementiert. Das TI-RDP Modell wird durch Integrationspunkt Simulationen sowie 3D FE-Simulationen von triaxialen Druckversuchen von Niandou u. a. (1997) an Tournemire Schiefer kalibriert und validiert. Dabei werden verschiedene Neigungswinkel der Schichtungsebenen in Bezug auf die Belastungsrichtung sowie unterschiedliche Umschnürungsdrücke berücksichtigt. Um den Einfluss der Orientierung von geschichtetem Gebirge auf den Vortrieb tiefliegender Tunnel zu untersuchen, wird das TI-RDP Modell in 2D ...
Constitutive modeling of anisotropic layered quasi-brittle materials : formulation and application to finite element analysis of layered rock mass and 3D printed concrete ; Constitutive modeling of anisotropic layered quasi-brittle materials
Mader, Thomas (author)
2023-01-01
system:AC17127966
Theses
Electronic Resource
English
DDC:
690
Constitutive Behaviour of Brittle Layered Rocks Using a 3D Anisotropic Hoek and Brown Model
| Springer Verlag | 2021
Constitutive Theory of Interface Behavior in Quasi-Brittle Materials
| Online Contents | 1994
Damage and plastic friction in initially anisotropic quasi brittle materials
| British Library Online Contents | 2016