Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5402
Main Title: Das Verhalten von Sand unter zyklischer irregulärer Belastung
Translated Title: The behavior of sand under cyclic irregular loading
Author(s): Glasenapp, Ralf
Advisor(s): Savidis, Stavros
Referee(s): Savidis, Stavros
Richter, Thomas
Rackwitz, Frank
Granting Institution: Technische Universität Berlin
Type: Doctoral Thesis
Language Code: de
Abstract: Die Modellierung der Belastung für Bemessungsaufgaben hat auch in der Geotechnik eine große Bedeutung. Oft haben natürliche Beanspruchungszeitfolgen eine sehr komplexe Struktur und weisen keine Regelmäßigkeit auf. Für die Bemessung von Konstruktionen und Bauwerken stellt die Umwandlung dieser irregulären Funktionen in eine handhabbare Form eine Herausforderung dar. Denn besonders wichtig ist dabei, dass diese einfachen, umgewandelten Funktionen die gleiche Wirkung erzeugen wie die Originalbeanspruchung und sie somit äquivalent sind. In der vorliegenden Arbeit stehen irreguläre Belastungen, deren äquivalente Funktionen und das resultierende bodenmechanische Verhalten im Fokus der Untersuchungen. Hierzu werden zahlreiche Laborversuche im Triaxial- und Einfachschergerät mit einem Feinsand-Mittelsand durchgeführt. Zum besseren Verständnis des Materialverhaltens und als Grundlage für die Analyse der irregulären Beanspruchungen sind Untersuchungen zum monotonen und zyklischen Verhalten des Versuchssandes erforderlich. Auf die dafür eingesetzte Labortechnik, die Randbedingungen und die Phänomenologie des Verhaltens von Sand wird ausführlich eingegangen. Weiterhin werden Methoden zur Umwandlung von irregulären Beanspruchungszeitfunktionen in harmonische Funktionen mit äquivalenter Wirkung aus verschiedenen Fachdisziplinen vorgestellt, an zwei Beispielen angewendet und durch Laborversuche validiert. Einige dieser Verfahren und die Klassierungen basieren auf der Gültigkeit der Miner-Regel. Anhand der Ergebnisse einer umfangreichen Versuchsserie mit der Variation der Anordnung verschiedener Zyklenpakete mit unterschiedlichen Amplituden und Mittelspannungen wird die Anwendbarkeit der Miner-Regel in der Bodenmechanik diskutiert.
The modelling of loading conditions for design problems is important in geotechnical engineering. Natural load time functions are often complex and have no regular shape. For the design of structures and constructions the transformation of these irregular load functions in simple regular functions is one of the most challenging problems. It is fundamental that the application of the transformed regular functions results in an equal soil reaction compared to the application of the original load time functions. The presented thesis is focussed on the investigation of irregular load time functions, its transformation and the resulting soil mechanical effects. Numerous cyclic triaxial and simple shear tests with a fine to medium sand are presented. The analysis of irregular load functions requires investigations of the monotonic and the cyclic behavior of the used sand. The laboratory equipment, the applied methods and the phenomenology of the sand behavior are presented and discussed in detail. For the transformation of irregular load functions to equivalent harmonic functions different interdisciplinary procedures are applied and validated through laboratory tests. Since some of the presented procedures and counting methods are based on Miner’s rule, an extensive test series is carried out for its validation. By varying the sequence of cyclic packages with different stress amplitudes and average stresses the applicability of Miner’s rule in soil mechanics is discussed.
URI: http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/5797
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5402
Exam Date: 6-Jul-2015
Issue Date: 2016
Date Available: 20-Jul-2016
DDC Class: DDC::600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::620 Ingenieurwissenschaften::620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): irreguläre Belastung
Verformungsakkumulation
Verflüssigung
äquivalente Funktion
Mehrstufenbelastung
irregular loading
accumulation of deformation
liquefaction
equivalent load function
multi stage loading
Creative Commons License: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
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