Konzepte der Barodesie

Medicus, Gertraud; Fellin, Wolfgang; Schranz, Fabian

doi:10.1002/bate.201800015

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“…Wird Boden mit einem proportionalen Verzerrungspfad verformt, nähert sich der resultierende Spannungspfad asymptotisch an einen proportionalen Spannungspfad an. Die Grundkonzepte der Barodesie werden anschaulich von [30] In drei Anwendungsbeispielen werden die Einflüsse der vorgestellten Erweiterungen aufgezeigt und dabei die Anwendungsmöglichkeiten der Barodesie für FE-Berechnungen präsentiert.…”

Section: Zustandsgrenzenunclassified

Erweiterte Anwendung der Barodesie für Finite‐Elemente‐Berechnungen

2020

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Stichworte Finite Elemente; Barodesie; intergranulare Dehnung; small-strain stiffness; Standsicherheitsberechnung Advanced application of barodesy in finite element calculations Advanced application possibilities of barodesy in FE-calculations are presented in this article. On the one hand, the application of the intergranular strain concept to consider the stiffness increase in the small strain range is presented, together with the corresponding FE implementation. By using the socalled asymptotic State Boundary Surface of barodesy, the effects of exceeding admissible states associated with the intergranular strain concept can be reduced, allowing a more realistic deformation prediction. On the other hand, an improved approach to stability analysis by means of parameter reduction for barodesy is presented. Using simple FE applications, the presented extensions are verified and their influence on the calculation result is investigated.

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Section: Zustandsgrenzenunclassified

Erweiterte Anwendung der Barodesie für Finite‐Elemente‐Berechnungen

2020

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“…Im Modell wird die Spannungsrate als eine tensorielle Funktion der aktuellen effektiven Spannung, der Verformungsrate und der Porenzahl e formuliert. Die Barodesie hat damit Ähnlichkeiten mit der Hypoplastizität und beinhaltet gängige Konzepte der Critical State Soil Mechanics . Die hier verwendete Version der Barodesie für Ton beinhaltet vier Materialparameter

φ_{c}^{'}

, N, λ * und κ * , die unabhängig vom Spannungszustand und der Lagerungsdichte des Bodens sind (Bild ).…”

Section: Materialmodelleunclassified

“…Aufgrund der Mohr-Coulomb-Grenzbe- 15. Failure criteria following MohrCoulomb and MatsuokaNakai; according to [28] limit stresses in a plane strain state lie in a range for the Lode angle of 30° < q < 45°B ild 16. Spannungspfade für den in Bild 13 markierten Punkt in einer normierten Deviatorebene mit der jeweiligen Grenz bedingung; zusätzlich abgebildet ist die Grenzbedingung für die reduzierten Materialparameter sowie der Spannungsbereich für ebene Verzerrungen nach [29]; + Start; : Ende Aushub; * Versagen Fig.…”

Section: Betrachtung Der Deviatorebeneunclassified

Vergleich unterschiedlicher Materialmodelle an einer Aushubsimulation

et al. 2019

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Die Wahl eines passenden Materialmodells, das in der Lage ist, das Bodenverhalten bei FE‐Berechnungen realistisch darzustellen, hat einen maßgeblichen Einfluss auf die dabei erhaltenen Berechnungsergebnisse. Anhand von Vergleichsrechnungen mit mehreren Materialmodellen sollen die Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei den Ergebnissen verdeutlicht werden. Hierfür wird ein Baugrubenaushub simuliert und sowohl die auftretenden Verformungen als auch die mittels Parameterreduktion ermittelte Standsicherheit betrachtet. Dabei wird neben den bekannteren Modellen Hardening Soil und der Hypoplastizität die Barodesie als Modell für FE‐Berechnungen vorgestellt. Während sich bei allen Modellen vergleichbare Verformungen einstellen, werden bei der berechneten Standsicherheit deutliche Unterschiede festgestellt.

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“…1 Figure 2. Barotropy in barodesy, figure modified from [19]: simulations with barodesy of CD triaxial tests with Weald clay with e ini = const. (a) mean stress -void ratio plot: highly overconsolidated samples (grayed area) dilate, normally and slightly overconsolidated samples contract under shearing.…”

Section: Barotropy and Pyknotropymentioning

confidence: 99%

“…Further details of the mathematical formulation of barodesy are given in [6,12,[15][16][17][18][19]. For the calibration procedure, we refer to [6].…”

mentioning

confidence: 99%

Simulations of Fine-Meshed Biaxial Tests with Barodesy

Medicus

Schneider‐Muntau

2018

Geosciences

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Recent experimental studies showed that shear band development starts at the beginning of triaxial tests. In experimental testing, it is impossible to obtain a soil sample with a homogeneous void ratio. Therefore, a homogeneous deformation, i.e., an element test, is questionable well before the peak. In this article we carry out finite element simulations of fine-meshed biaxial tests with the constitutive model barodesy, where the stress rate is formulated as a function of stress, stretching and void ratio. The initial void ratio in the simulations is normally distributed over all elements in a narrow range. In this article, we evaluate the pre-peak shear band development. We further compare stress paths and stress-strain curves of the biaxial test of relevant elements (e.g., in- and outside the shear band) with the results of the average response of all elements. We show how the response in an element test differs from the average response of the fine-meshed test. We present the resulting potential for understanding (early) shear band development and stress-strain behaviour in a biaxial test: The inhomogeneous void ratio distribution in a sample favours early shear band development. This effect is modelled with barodesy. The obtained stress paths and stress-strain curves show that the maximum deviatoric stress is higher in the element test than it is in the average response of the fine-meshed test.

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Konzepte der Barodesie

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Erweiterte Anwendung der Barodesie für Finite‐Elemente‐Berechnungen

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Vergleich unterschiedlicher Materialmodelle an einer Aushubsimulation

Simulations of Fine-Meshed Biaxial Tests with Barodesy

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