Die Untersuchung nicht-stationärer seismischer Auswirkungen
Seismische Wellen erzeugen nicht-stationäre Effekte, die eine Gefahr für die Sicherheit der europäischen Transportinfrastruktur darstellen. Obwohl bekannt ist, dass Intensität und Häufigkeit nicht-stationär sind, basierten die meisten bisher durchgeführten Berechnungen auf der Annahme stationärer zufälliger Schwingungen. Untersuchungsgegenstand des Projekts 'Non-stationary response of spatially extended structures' (NOTES) waren die Auswirkungen der von Erdbeben unterschiedlicher räumlicher Ausdehnung hervorgerufenen Erdverschiebungen auf große Baustrukturen wie Brücken oder Tunnel. Auch die nicht-stationären Bodenreaktionen auf Fahrzeugvibrationen wurden analysiert. Es fand eine Zusammenarbeit zwischen irischen Projektteilnehmern, die Experten für Signalverarbeitung und die waveletbasierte Analyse nicht-stationärer Reaktionen waren, und einer auf geotechnologische Produkte spezialisierten Firma mit Sitz in den Niederlanden statt. Dank NOTES konnten letztere von den neuesten Erkenntnissen im Bereich der Schwingungsanalyse und der Signalverarbeitungsverfahren profitieren. Um die hier bestehenden Möglichkeiten voll auszuschöpfen, wurden zwei Schulungen zum Umgang mit MatLab und zur Waveletverarbeitung abgehalten, deren Schwerpunkt die spektrale Charakterisierung seismischer Signale sowie die Untersuchung der Fahrzeugdynamik waren. So kamen die akademischen Forscher mit der industriell eingesetzten Finite-Elemente-Methode zur Berechnung räumlich ausgedehnter Strukturen in Berührung. Durch Übung im Umgang mit der Software wurden sie in der Analyse seismischer Auswirkungen auf Baustrukturen geschult. Des Weiteren wurden Algorithmen zur Bestimmung vielfach räumlich korrelierter Erregungen entwickelt. Dies leistete einen wichtigen Beitrag zur Erforschung nicht-stationärer Reaktionen großer Baustrukturen. Eine weitere Projektaktivität bestand in Ausarbeitung eines Finite-Elemente-Modells zur Beschreibung nicht-stationärer, sich unterirdisch fortpflanzender Wellen, die durch Fahrzeugvibrationen hervorgerufen werden. Ein bedeutender Projekterfolg war die Entwicklung eines Software-Plug-ins zur Beschreibung seismischer und durch Fahrzeugvibration hervorgerufener Schwingungen. Durch NOTES gelang es, aus hochkompetenten und -erfahrenen Forschern ein Team zu bilden, welches das Wissen zur Entwicklung besserer analytischer und numerischer Verfahren zur Analyse geotechnischer Systeme besaß. Das Projekt führte außerdem zu zahlreichen Publikationen.
Schlüsselbegriffe
Auswirkung seismischer Wellen, nicht-stationäre Reaktion, räumlich ausgedehnte Struktur, Fahrzeugvibration, Boden
