Bestimmung der Erddruckverteilung bei Ansatz nichtlinearer Materialgesetze | 1 |
Inhaltsverzeichnis | 3 |
Bezeichnungen | 6 |
1 Einleitung | 8 |
2 Analytische Methoden zur Bestimmung des Erdwiderstandes | 11 |
2.1 Mohr-Coulomb (1773) | 11 |
2.2 Krey (1936) | 11 |
2.3 Ohde (1938) | 12 |
2.4 Caquot-Kerisel (1956) | 12 |
3 Erddruckversuche | 14 |
3.1 Franzius (1928), [32] | 14 |
3.2 Narain, Saran, Nandakumaran (1969), [58] | 15 |
3.3 Roscoe (1970), [3] | 18 |
3.4 Laumans (1977), [51] | 19 |
3.5 Vogt (1984), [79] | 21 |
3.6 Mao (1993), [52] | 23 |
3.7 Wittlinger (1994), [85] | 25 |
3.8 Bartl (1997), [11] | 27 |
3.9 Zusammenstellung der Erddruckversuche | 30 |
4 Elastoplastische Stoffgesetze der Boden- und Felsmechanik | 31 |
4.1 Grundlagen | 31 |
4.1.1 Fließkriterium | 31 |
4.1.2 Fließregel | 31 |
4.1.3 Verfestigungs- und Entfestigungsregel | 33 |
4.2 Invarianten | 36 |
4.3 Mohr-Coulomb Kriterium | 39 |
4.4 Drucker-Prager Kriterium | 43 |
4.5 Braunschweiger Kappenmodell | 46 |
4.6 Zusammenstellung elastoplastischer Stoffgesetze | 50 |
5 Implementierung elastoplastischer Stoffgesetze in das FE-Programm ANSYS | 51 |
5.1 Einführung | 51 |
5.2 Analyse des Fortranquellcodes USERPL.F | 52 |
5.3 Programmierung elastoplastischer Stoffgesetze über die Benutzerschnitt-stelle UPF | 53 |
5.3.1 Flußdiagramm für die Umsetzung der elastoplastischen Stoffgesetzeüber die Benutzerschnittstelle UPF | 53 |
5.3.2 Beschreibung der Eingabedaten für die Anwendung der elastoplastischen Stoffgesetze | 54 |
5.3.3 Berechnung der TRIAL-Spannungen | 55 |
5.3.4 Abprüfung des 1. Fließkriteriums und Berechnung der Dehnungsinkremente | 56 |
5.3.5 Umformung der Tangentensteifigkeitsmatrix | 58 |
5.3.6 Abprüfung des 2. Fließkriteriums bei Anwendung des entwickelten Braunschweiger Kappenmodells mit einer volumetrischen Fließbedingung und Berechnung der Dehnungen | 58 |
5.4 Einbinden des Fortranquellcodes in das FE-Programm ANSYS | 60 |
5.5 Verifikation der programmierten Stoffgesetze anhand eines FE-Modells | 61 |
6 Vergleichsberechnungen FE-Erddruckmodell nach Schweiger | 65 |
6.1 Modellaufbau und Materialkennwerte | 65 |
6.2 Vergleich und Beurteilung der Berechnungsergebnisse | 66 |
6.3 Zusammenstellung der Berechnungsergebnisse | 69 |
7 Umsetzung von Erddruckversuchen in ein FE-Modell | 81 |
7.1 Erddruckversuche Narain, Saran und Nandakumaran | 81 |
7.1.1 Zusammenstellung von Bodenkennwerten und Materialparametern | 81 |
7.1.2 Aufbau des FE-Modells | 82 |
7.1.3 Vergleich und Beurteilung der Berechnungsergebnisse mit denVersuchsergebnissen | 84 |
7.1.4 Zusammenstellung der Berechnungsergebnisse | 88 |
7.2 1g-Modellversuch nach Bartl | 115 |
7.2.1 Zusammenstellung von Bodenkennwerten und Materialparametern | 115 |
7.2.2 Aufbau des FE-Modells | 116 |
7.2.3 Vergleich und Beurteilung der Berechnungsergebnisse mit den Versuchsergebnissen | 117 |
7.2.4 Zusammenstellung der Berechnungsergebnisse | 118 |
8 Analytische Berechnung des Erdwiderstandes | 120 |
8.1 Erddruckversuche von Narain, Saran und Nandakumaran | 120 |
8.2 1g-Modellversuch von Bartl | 121 |
9 Gegenüberstellung und Beurteilung der bestimmtenErddruckverteilungen | 123 |
10 Zusammenfassung | 132 |
11 Literaturverzeichnis | 135 |