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Spreizbeanspruchung bei basisbewehrten Dämmen mit und ohne Gründungselemente


Project Details
Project duration: 04/200404/2007


Abstract
Im Fall einer Dammkonstruktion treten im Böschungsbereich Spreizspannungen auf, die aus der Verkehrslast und dem Eigengewicht des Dammes selber resultieren. Diese Spannungen sind in Richtung des Böschungsfußes gerichtet und müssen durch Schubspannungen in den Untergrund eingeleitet werden, da sie sonst zu Verformungen im Dammkörper führen können. Bei Dämmen, die in Bereichen mit weichem Untergrund gebaut sind, wird i.d.R. diese Schubkraftaufnahme durch eingelegte Geokunststoffe (z.B. Geogitter) gewährleistet. Da der weiche Untergrund nur begrenzt Schubkräfte aufnehmen kann und die Gefahr des Dammfußgleitens in der Dammaufstandsfläche besteht, übernimmt das Geogitter die Funktion, die horizontal gerichteten Kräfte aufzunehmen und rückwirkend im Damm zu verankern. Die Ausführung von Dämmen im Bereich von nichttragfähigen Böden geschieht dabei sehr häufig nach Durchführung eines Bodenaustausches vor Baubeginn oder durch Einbringung von vertikalen Tragelementen (Ortbetonsäulen, vermörtelte Stopfsäulen etc.; nachfolgend als pfahlähnliche Tragelemente bezeichnet) in den nichttragfähigen Boden, die eine sichere Gründung des Dammbauwerkes erlauben.
Die im Böschungsbereich aus den Spreizspannungen resultierenden Schubspannungen können dabei zu horizontaler Verschiebung der pfahlähnlichen Tragelemente oder einer horizontalen
Verschiebung des Böschungsfußes führen. Da i.d.R. Tragelemente aus wirtschaftlichen Gründen aus unbewehrtem Beton / Verpressmörtel ausgeführt werden, kann die horizontale Verschiebung eine Abscherbeanspruchung und schließlich eine Beschädigung des Tragelementes verursachen.
Eine Alternative zur analytischen Berechnung stellt die Methode der finiten Elemente (FE) dar. Bei der FE-Berechnung wird im Gegensatz zur analytischen Berechnung die Spreizbeanspruchung aufgrund der kontinuummechanischen Modellierung nicht vollständig der Geokunststoffbewehrung zugewiesen. Die infolge Spreizspannungen entstehenden Geokunststoffzugkräfte sind bei den FE-Berechnungen deutlich geringer. Es ist ungeklärt, in wieweit ein FE-Modell den realen Zustand im Böschungsbereich abzubilden vermag, da die Modellierung des Geogitters im Modell und die Verbundwirkung zwischen Geogitter und Boden sich oftmals als problematisch herausgestellt hat.
Ziel ist die nähere praktische Untersuchung der Spreizspannungsproblematik mittels großmaßstäblicher Modellversuche. Darüber hinaus sind weiterführende theoretische Untersuchungen geplant mittels numerischer Berechnungsprogramme. Ziel der Arbeit ist es, ausgehend von den im Labor gewonnenen Modellversuchsergebnissen und anschließenden analytischen und numerischen Berechnungsergebnissen, eine qualitative und quantitative Beurteilung der Spreizspannungsproblemantik durchzuführen.


Principal Investigator

Last updated on 2017-11-07 at 13:53