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Titelaufnahme

Titel
Anwendung der Barodesie für Ton bei Finite Elemente Berechnungen
VerfasserBode, Manuel
Begutachter / BegutachterinSchneider-Muntau, Barbara
GutachterSchneider-Muntau, Barbara
Erschienen2017
Umfang98 Seiten
HochschulschriftInnsbruck, Univ., Masterarb., 2017
Anmerkung
Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüft
Datum der AbgabeJuli 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Bodenmechanik / Materialmodelle / Barodesie / Critical State Soil Mechanics / Finite Elemente / Grundbruch
Schlagwörter (EN)soil mechanics / constitutive model / Barodesy / critical state soil mechanics / finite elements / footing bearing capacity
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-7137 Persistent Identifier (URN)
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Anwendung der Barodesie für Ton bei Finite Elemente Berechnungen [7.06 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Im Zuge dieser Arbeit wird die Barodesie für Ton vorgestellt und an von Finite Element Berechnungen angewandt.

In den ersten Kapiteln wird zum Verständnis der Berechnungen und der späteren Interpretation der Ergebnisse eine theoretische Einführung gegeben. Hierfür wird die Theorie der Critical States Soil Mechanics als wichtige Grundlage der Barodesie vorgestellt. Anschließend werden das Materialmodell Barodesie und die dafür erforderlichen Gleichungen in Bezug auf das damit abbildbare Materialverhalten erläutert. Zum besseren Verständnis des Materialmodells und zur Abschätzung der Stärken und Schwächen vom diesem, werden mit MATLAB numerische Simulationen von Elementversuchen durchgeführt und interpretiert.

Im Hauptteil der Arbeit werden Finite Elemente Berechnungen mit der Barodesie durchgeführt. Hierbei wird die Traglast eines Streifenfundaments anhand von FE-Simulationen mit der Barodesie für Ton zu ermittelt. Es kann gezeigt werden, dass die Barodesie in der Lage ist für diese Problemstellung qualitativ richtige Ergebnisse zu liefern. Bei erreichen der Traglast des Fundaments bildet sich eine Scherfuge aus, auf der der Gleitkörper verschoben wird. Dies entspricht sowohl den Beobachtungen aus Versuchen, als auch der theoretischen Annahme des Versagensmechanismus bei einem Grundbruch. Ein Vergleich der Berechnungen der Barodesie mit den Berechnungen mit linear elastisch, ideal plastischem Materialverhalten mit der Versagenshypothese von Mohr Coulomb zeigt teils große Unterschiede in den Ergebnissen, auf welche im Zuge der Arbeit eingegangen wird. Die mit den FE Berechnungen ermittelten Traglasten können von den herkömmlichen, analytischen Verfahren nicht bestätigt werden. Der bei den Berechnungen verwendete Tonboden ist ein eher weicher Boden, weshalb hier bis zum Erreichen der Traglast sehr große Verformungen auftreten. Die analytischen Berechnungsverfahren sind jedoch für steifere Böden vorgesehen, da bei weichen Böden für gewöhnlich die auftretenden Setzungen für die Dimensionierung des Fundaments maßgebend sind.

Zusammenfassung (Englisch)

In this thesis, Barodesy for Clay is presented and applied for finite element simulations.

For an understanding of the calculations and the interpretation of the results, there is a theoretical introduction at the beginning. Therefore the theory of critical states soil mechanics as a main principle of Barodesy is explained. Afterwards the constitutive model Barodesy and the required equations in matters of the representable material behaviour is specified. For a better understanding of the constitutive model and as valuation of its performance, some numerical simulations of elementtests will be executed with MATLAB.

In the main part of this thesis, finite element simulations with use of Barodesy are performed. At this juncture there is an attempt to calculate the bearing load of a strip footing with finite element simulations using Barodesy. It can be demonstrated that Barodesy is able to provide qualitatively right results. When the bearing load is reached, a shear band appears on which a slide wedge moves. This corresponds to the practical observed actions, as well as to the theoretical assumptions of the failure mechanism of a bearing failure. A comparison between the calculations with Barodesy and calculations with a linear elastic, ideal plastic model using Mohr Coulomb failure criterion, shows partly big differences in the results. These differences will be discussed in this thesis.

The results of the finite element simulations cant be validadet by analytical methods. The clay, which is used for the calculations is quite a soft soil, and therefore large deformations in the model occur. The Bearing capacity is mainly the crucial factor for stiff soils. For soft soils, the settlements are more significant.