Gemeinsam mit M. S. K. Hassan, D. S. Liyanapathirana und W. Fuentes von der Western Sydney University untersuchen wir das langzeitliche Boden-Bauwerks-Verhalten von integralen Widerlagerbrücken unter zyklischen Temperaturbelastungen. Im Fokus stehen dabei die Zunahme der passiven Erddrücke am Widerlager sowie die Verdichtung und Setzungen im Anschlussbereich.

Für die numerischen Untersuchungen kommt das am Institut für Geotechnik (IfG) entwickelte Finite-Elemente-Programm numgeo zum Einsatz, in dem fortgeschrittene Stoffmodelle zur Beschreibung des Bodenverhaltens unter zyklischer Belastung (u. a. SANISAND-MSf, Hypo-IS, Hypo-ISA) sowie spezielle hypoplastische Kontaktmodelle für die Boden-Bauwerks-Interaktion implementiert sind, die ebenfalls den Einfluss zyklischer Belastungen erfassen. Kalibriert werden diese Modelle mit der ebenfalls am IfG entwickelten automatischen Kalibrierungssoftware numgeo-ACT auf Basis von Ödometerversuchen sowie monotonen und zyklischen Triaxialversuchen an UWA-Sand. Anhand von Simulationen von Zentrifugenversuchen zu integralen Widerlagern nach Tapper und Lehane wird gezeigt, dass sich sowohl die Entwicklung der passiven Erddrücke als auch die langfristige Verdichtung und Setzungen des Hinterfüllbodens über Hunderte von Temperaturzyklen realistisch abbilden lassen. Die Ergebnisse verdeutlichen insbesondere, dass die Kombination aus SANISAND-MSf für den Boden und dem hypoplastischen Kontaktgesetz Hypo-ISF für die Boden-Bauwerks-Interaktion die gemessenen Spannungs- und Setzungsverläufe sehr gut reproduziert und klassische Mohr-Coulomb-basierte Modellierungen deutlich übertrifft.

Den vollständigen Artikel finden Sie hier.