Modellierung von Infrastrukturbauvorhaben
Deformationen verändern den Porendruck und die Festigkeit und Steifigkeit des Bodens. Die Auswirkungen der Installation zu verstehen und vorherzusagen ist kritisch, wenn man die Qualität und langfristige Zuverlässigkeit der Infrastruktur berücksichtigt. Neue Modelle im Rahmen der EU-geförderten Projekts "Modelling installation effects in geotechnical engineering" (GEO-INSTALL) werden es Ingenieuren und Wissenschaftlern ermöglichen, die Auswirkungen der Installation in der Praxis geotechnischer Probleme zu betrachten. Die Forscher untersuchten die Installationseffekte mit Analysen, bei denen Finite-Elemente-Methoden und Material-Punkt-Methoden (MPM) zum Einsatz kommen. MPM ist eine neue netzfreie Partikel-basierte Methode mit einigen Ähnlichkeiten zur Finite-Elemente-Methode. GEO-INSTALL hat große Fortschritte bei konstitutiven Bodenmodellen gemacht, unter Berücksichtigung statischer, zyklischer und dynamischer Belastung, indem es neue benutzerdefinierte Modelle für Tone und Sande entwickelt und umsetzt. Durch die Kombination dieser Modelle mit MPM konnten die Wissenschaftler Probleme wie Sandverflüssigung modellieren. Das Team entwickelte eine neue Finite-Elemente-Technik zur Modellierung periodischer Untergrundverbesserung (Installationen in regelmäßigen Abständen, um Baugrund zu verbessern), indem sozusagen eine Volumen-Mittelungstechnik ausgenutzt wurde. Das Modell wird derzeit mit Ergebnissen abgeglichen, die in Feldversuchen erhalten wurden. Eingebettete Bohrpfahlmodelle wurden verbessert und die Algorithmen in die Finite-Elemente-Software PLAXIS für geotechnische Profis aufgenommen. Die meisten Anwendungen im Tiefbau, wie Ausgrabungen und der Bau von Fundamenten für Gebäude und Infrastruktur erfordern eine sorgfältige Analyse von Verformungen und Stabilität. Die Fortschritte bei der Modellierungssoftware, mit der große Verformungen simuliert werden, werden unsere Möglichkeiten bei der Berücksichtigung von Installationseffekte erheblich erhöhen und die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit von geotechnischen Konstruktionen verbessern.
Schlüsselbegriffe
Infrastruktur, Strukturelemente, Installationseffekte, Haufen, Boden, Verformungen, Materialmodelle, Finite-Elemente-Methode, Material-Punkt-Methode, Volumenmittelung, PLAXIS
