Die Verbundkonstruktion aus Bodenmaterial und Geogitter bietet vielfältige Möglichkeiten zur kosteneffizienten Realisierung komplexer geotechnischer Bauvorhaben. Die wirkenden Effekte innerhalb des Verzahnungsbereiches von Geogitter und Bodenkörnern, die maßgeblich zur Stabilisierung des Verbundsystems beitragen, sind jedoch bislang nur unzureichend beschrieben bzw. nachgewiesen. Die Fortschritte auf dem Gebiet der numerischen Simulation, insbesondere hinsichtlich diskontinuumsmechanischer Verfahren, eröffnen innovative Möglichkeiten zur Analyse der Wirkungsmechanismen auf mikromechanischer Ebene. Die vorliegende Forschungsarbeit befasst sich daher mit der Entwicklung und Validierung numerischer Modelle in PFC3D, basierend
auf den Randbedingungen und Ergebnissen von systematisch durchgeführten Laborversuchen, zur Reproduktion des natürlichen Interaktionsverhaltens innerhalb eines Geogitter-Boden Verbundsystems.
Ein spezieller Fokus richtet sich auf die Modellierung granularer Böden unter Berücksichtigung der wesentlichen kornspezifischen Merkmale, insbesondere der Kornform. Die modelltechnische Beschreibung von Bodenkörnern erfolgt unter Anwendung der sog. Clump-Logik und basiert hauptsächlich auf den Ergebnissen einer fotooptischen Messmethode. Ein neu entwickeltes Verfahren zur Generierung von Kornzusammensetzungen mit spezifischer Lagerungsdichte wird vorgestellt. Die Kalibrierung eines einheitlichen mikromechanischen Parametersatzes zur Reproduktion des bodenmechanischen Verhaltens erfolgt anhand der Simulation von fünf standardisierten Prüfverfahren. Die charakteristische Struktur eines ausgewählten Geogitters wird modelltechnisch implementiert sowie das Verhalten unter Zug- und Torsionsbeanspruchung reproduziert. Der Nachweis eines realistischen Interaktionsverhaltens umfasst die Kalibrierung der Kontaktparameter zwischen den modellierten Verbundkomponenten anhand der Simulation von Herausziehversuchen. Die labor- und modelltechnische Entwicklung spezieller Interaktionsversuche ermöglicht es, präzise Aussagen zum Verbundverhalten unter verschiedenen Belastungssituationen zu treffen. Die wesentlichen Wirkungsmechanismen und Effekte werden unter Berücksichtigung von signifikanten Kennwerten quantifiziert, um zum einen die Effizienz dieser speziellen polymeren Baustoffe zu analysieren und zum anderen eine Grundlage zur Beurteilung und Bemessung von geogitterbewehrten Konstruktionen anhand von allgemeingültigen Systemparametern zu schaffen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:91949 |
| Date | 08 June 2024 |
| Creators | Stahl, Michael |
| Contributors | Konietzky, Heinz, Otto, Frank, Technische Universität Bergakademie Freiberg |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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