Numerische Untersuchungen zur Standsicherheit in der tiefen Gleitfuge

Fellin, Wolfgang; Daxer, Hans-Peter; Tschuchnigg, Franz

doi:10.1002/gete.202200014

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“…Als Alternative können die Beanspruchung und der Widerstand in der tiefen Gleitfuge gegenübergestellt werden [22,36,45]…”

Section: Nachweis üBer Einwirkung Und Widerstand: Lea-r/eunclassified

“…Beispiel (aus[36], mit Änderungen) Example [from[36], adapted]Tab. 1 Geometrie und statische Angaben für das Beispiel inBild 6 Geometry and static information for the example in Fig.6Bodenkennwerte für das Beispiel in Bild 6 Soil parameters for the example in Fig.6Erdruhedruckbeiwert K 0 1 À sin φ Verzerrungszustand verläuft die vom Fußpunkt der Wand ausgehende Gleitfuge bis zum Ende der Verpressstrecke des Ankers, z.B [22,39,40]…”

unclassified

“…Ordnung verwendet, wobei bei entsprechender Netzverfeinerung 112.909 Elemente verwendet werden. Dieses sehr feine Netz folgt aus einer Konvergenzstudie[22], um die Ergebnisse mit FELA (welche eine Netzadaptivität berücksichtigt) vergleichen zu können. Eine SRFEM-Berechnung besteht aus insgesamt neun Berechnungsphasen.…”

unclassified

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Zum Einfluss des Dilatanzwinkels auf die Sicherheit am Beispiel einer einfach verankerten Spundwand

Fellin,

Daxer,

Tschuchnigg

2024

Geotechnik

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Sicherheiten und Ausnutzungsgrade können mittels der Finite‐Elemente‐Methode mit Reduktion der Scherfestigkeit (SRFEM) berechnet werden. Dabei zeigt sich ein Einfluss des angesetzten Dilatanzwinkels . In dem hier untersuchten Beispiel einer einfach verankerten Spundwand, in einem reinen Reibungsboden und einem kohäsiven Boden, treten für bis Unterschiede von bis zu 11 % auf. Ergänzend zur SRFEM können Sicherheiten und Ausnutzungsgrade auch mit einer Finite‐Elemente‐Implementierung der Kollapstheoreme (FELA) berechnet werden. Die hier ermittelten Ober‐ und Untergrenzen stellen nur für den assoziierten Fall ( ) Schranken für die Ergebnisse der SRFEM dar. Ein Materialmodell mit nicht assoziierter Fließregel ( ) kann näherungsweise mittels reduzierter Scherparameter nach Davis berücksichtigt werden. Im untersuchten Beispiel ergeben sich Unterschiede zwischen FELA und SRFEM von bis zu 9 %. Von Interesse sind auch Vergleiche mit den derzeit üblichen erdstatischen Berechnungen, die hier als Grenzgleichgewichtsmethoden (LEA) bezeichnet werden. Hier wird der Nachweis in der tiefen Gleitfuge mit drei Sicherheitsdefinitionen untersucht, wobei für reduzierte Scherparameter nach Davis wie in der FELA verwendet werden. Die mit den erdstatischen Berechnungen ermittelten Sicherheiten und Ausnutzungsgrade sind qualitativ gut mit den Ergebnissen der SRFEM vergleichbar. Quantitativ liegen aber selbst bei mechanisch gut vergleichbaren LEA‐Berechnungen und realistischen Dilatanzwinkeln die Abweichungen hier in der Größenordnung von 10 %. Für LEA‐Berechnungen mit einer Sicherheitsdefinition nach Kranz sind die Abweichungen teilweise deutlich größer.

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“…Als Alternative können die Beanspruchung und der Widerstand in der tiefen Gleitfuge gegenübergestellt werden [22,36,45]…”

Section: Nachweis üBer Einwirkung Und Widerstand: Lea-r/eunclassified

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Zum Einfluss des Dilatanzwinkels auf die Sicherheit am Beispiel einer einfach verankerten Spundwand

Fellin,

Daxer,

Tschuchnigg

2024

Geotechnik

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Nachweis erforderlicher Ankerlängen mit der FEM bei zweifacher Rückverankerung

Perau,

Wüster

2024

Bautechnik

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Im Beitrag wird die Notwendigkeit der Mindestlängen von Verpressankern von Verbauwänden analysiert. Der zugehörige Nachweis der erforderlichen Ankerlänge soll nach aktueller Normung mit dem Nachweis der Standsicherheit in der tiefen Gleitfuge geführt werden. Berechnungen nach der Finite‐Elemente‐Methode (FEM) sind nicht vorgesehen. Die zukünftig europaweit gültige Normung wird absehbar zu einem verstärkten Einsatz der FEM bei Standsicherheitsnachweisen führen, ohne dass alle Einzelheiten zu diesen Nachweisen bereits festgelegt wurden. Der Nachweis der erforderlichen Ankerlänge einfach rückverankerter Verbauwände mit der FEM wurde bereits systematisch analysiert. Eine schrittweise Reduzierung der Scherparameter des Bodens wurde hier als das am besten geeignete Verfahren identifiziert. Allerdings entspricht dies nicht dem in der aktuellen Normung vorgegebenen Verfahren eines Vergleichs der vorhandenen Ankerkraft mit einer möglichen Ankerkraft aus einer Untersuchung der tiefen Gleitfuge. In dem Beitrag wird anhand eines Beispiels untersucht, ob das Verfahren der schrittweisen Reduzierung der Scherparameter des Bodens auch bei zweifach rückverankerten Verbauwänden zu plausiblen Ergebnissen führt. Eine besondere Bedeutung kommt dabei auch der Ermittlung der Bruchmechanismen im Untergrund zu. Eine Frage ist, ob sich bei einer Variation beider Ankerlängen unterschiedliche Bruchmechanismen einstellen, wie sie sich auch bei den klassischen Verfahren ergeben.

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Numerische Untersuchungen zur Standsicherheit in der tiefen Gleitfuge

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Zum Einfluss des Dilatanzwinkels auf die Sicherheit am Beispiel einer einfach verankerten Spundwand

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