Wiederbelastung in der Barodesie

Materialmodelle sind physikalische Theorien, die Spannungen mit Verzerrungen verknüpfen. Es gibt unzählige Materialmodelle (für Böden). Materialmodelle sollen nachvollziehbar sein, die Stoffparameter mittels Laborversuchen einfach zu bestimmen und bekannte Effekte, die bei der Be-, Ent- und Wiederbelastung von Böden auftreten, sollen möglichst realitätsnah abgebildet werden. Die Barodesie ist ein Materialmodell für Böden und hat gewisse Ähnlichkeiten mit der Hypoplastizität. Sie stellt eine Alternative zur Plastizitätstheorie dar und zeichnet sich durch mathematische Einfachheit aus. In ihrer derzeitigen Form wird der aktuelle Zustand des Bodens mit der Spannung und der Lagerungsdichte beschrieben. Damit ist es möglich, erstaunlich viele grundlegende Aspekte des Bodenverhaltens zu beschreiben. Es ist jedoch in bestimmten Fällen nicht möglich, zwischen monotoner Belastung und Wiederbelastung zu unterscheiden. Die Steifigkeit bei Wiederbelastung wird stark unterschätzt. In weiterer Folge ist die Beschreibung von zyklischer Belastung unrealistisch. Der Inhalt dieses Projekts ist, es eine Erweiterung der Barodesie zu entwickeln um die Wiederbelastung zu erfassen. Es ist bekannt, dass es bei Änderung der Belastungsrichtung zu einer temporären Erhöhung der Steifigkeit im Vergleich zu einer monotonen Belastung kommt. Die Richtung der Deformation wird mathematisch mit dem sogenannten Stretching Tensor beschrieben. Das Modell wird so erweitert werden, dass eine Änderung des Stretching Tensors eine temporäre Erhöhung der Steifigkeit hervorruft. Je stärker die Änderung der Belastungsrichtung desto größer ist der Steifigkeitszuwachs. Mathematisch soll das mit der Einführung einer zusätzlichen Zustandsgröße umgesetzt werden. Das erweiterte Modell wird sowohl mit experimentellen Daten als auch mit anderen Materialmodellen verglichen werden. Es wird erwartet, wissenschaftlichen Fortschritt im Bereich der Materialmodellierung zu schaffen.

Materialmodelle sind physikalische Theorien, die Spannungen mit Verzerrungen verknüpfen. Es gibt unzählige Materialmodelle (für Böden). Materialmodelle sollen nachvollziehbar sein, die Stoffparameter mittels Laborversuchen einfach zu bestimmen und bekannte Effekte, die bei der Be-, Ent- und Wiederbelastung von Böden auftreten, sollen möglichst realitätsnah abgebildet werden. Die Barodesie ist ein Materialmodell für Böden und hat gewisse Ähnlichkeiten mit der Hypoplastizität. Sie stellt eine Alternative zur Plastizitätstheorie dar und zeichnet sich durch mathematische Einfachheit aus. In ihrer derzeitigen Form wird der aktuelle Zustand des Bodens mit der Spannung und der Lagerungsdichte beschrieben. Damit ist es möglich, erstaunlich viele grundlegende Aspekte des Bodenverhaltens zu beschreiben. Es ist jedoch in bestimmten Fällen nicht möglich, zwischen monotoner Belastung und Wiederbelastung zu unterscheiden. Die Steifigkeit bei Wiederbelastung wird stark unterschätzt. In weiterer Folge ist die Beschreibung von zyklischer Belastung unrealistisch. Der Inhalt dieses Projekts ist, es eine Erweiterung der Barodesie zu entwickeln um die Wiederbelastung zu erfassen. Es ist bekannt, dass es bei Änderung der Belastungsrichtung zu einer temporären Erhöhung der Steifigkeit im Vergleich zu einer monotonen Belastung kommt. Die Richtung der Deformation wird mathematisch mit dem sogenannten Stretching Tensor beschrieben. Das Modell wird so erweitert werden, dass eine Änderung des Stretching Tensors eine temporäre Erhöhung der Steifigkeit hervorruft. Je stärker die Änderung der Belastungsrichtung desto größer ist der Steifigkeitszuwachs. Mathematisch soll das mit der Einführung einer zusätzlichen Zustandsgröße umgesetzt werden. Das erweiterte Modell wird sowohl mit experimentellen Daten als auch mit anderen Materialmodellen verglichen werden. Es wird erwartet, wissenschaftlichen Fortschritt im Bereich der Materialmodellierung zu schaffen.