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AU Dahmen, A
TI Zum Nachweis der Standsicherheit von Verbauwänden mit der Finite-Elemente-Methode
SE Report Geotechnik Universität Duisburg-Essen
PD 08
PY 2022
VL Bd. 47
DI 10.17185/duepublico/76327
LA de
DE Baugruben; Geotechnik; Verbauwand; Anker; Steife; Tragfähigkeit; Gebrauchstauglichkeit; Finite-Elemente-Methode; numerische Berechnung; Systemverhalten; Parametervariation; phi-c-Redukltion; PLAXIS 2D; Eurocode 7; EAB, EANG; Nachweisverfahren
AB Der Nachweis der Tragfähigkeit von Verbauwänden wird zumindest in Deutschland noch fast ausschließlich auf Basis der klassischen Erdstatik und kaum mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) geführt. Diese Vorgehensweise wird vor allem von den einschlägigen Normen und Regelwerken favorisiert. Eine Ausnahme stellt hier nur der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit dar, für den wiederum die FEM empfohlen wird. Dass der Nachweis der Standsicherheit von Verbauwänden mit der FEM trotz deren besonderen Möglichkeiten auf Einzelfälle beschränkt bleibt, liegt daran, dass es derzeit noch keine verbindlichen Regelungen für entsprechende Standsicherheitsberechnungen und auch kaum systematische Untersuchungen zum Einfluss der Boden- und Materialparameter auf das Systemverhalten gibt. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Standsicherheitsberechnung von Verbauwänden mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. Sie soll Hinweise und Empfehlungen aufzeigen, wie eine Berechnung der Standsicherheit mit der FEM durchführbar ist und wie sie mit dem derzeitigen Sicherheitskonzept vereinbar wäre. Dazu werden numerische Untersuchungen durchgeführt, mit dem Ziel das Systemverhalten besser verstehen zu können und die Parameter zu identifizieren, die das Systemverhalten und somit auch die Standsicherheits- und Verformungsberechnung einer Verbauwand und deren Konstruktionsteile stark beeinflussen. Für ein besseres Verständnis, wird zunächst in der Dissertation herausgearbeitet, wie die Nachweise derzeit nach den klassischen Verfahren geführt werden. Es wird beschrieben wie sich die klassischen Verfahren mit der Zeit entwickelt haben und welche Nachweisverfahren derzeit verwendet werden. Anschließend wird auf die Berechnung der Standsicherheit mit der Finite-Elemente-Methode eingegangen. Auch hier wird zunächst beschrieben, wie sich die FE-Berechnung zeitlich entwickelt hat und was derzeit schon, in Bezug auf die Standsicherheitsnachweise, mit der FEM berechnet werden kann. Es werden für beide Berechnungsverfahren die Vor- und Nachteile herausgearbeitet und kommentiert. Die numerischen Berechnungen zum Einfluss der Boden- und Materialparameter auf das Systemverhalten sollen zeigen, welche Parameter bei einer Standsicherheits- und Verformungsberechnung mit der FEM genau ermittelt werden müssen, da sie das Systemverhalten stark beeinflussen. Mit Hilfe dieser Ergebnisse wird ein Konzept zur Berechnung von Verbauwänden mit FEM erarbeitet. Dieses enthält Empfehlungen und Hinweise, die bei einer FEM-Berechnung zu beachten sind. Außerdem wird ein Vergleich von FEM-Berechnungen mit Berechnungen nach dem klassischen Verfahren durchgeführt, um eine Einschätzung über die Ergebnisse der FEM-Berechnungen bezüglich des derzeitigen Sicherheitskonzeptes geben zu können.
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