Hochauflösende faseroptische Dehnungsmessungen zur Ermittlung des Tragverhaltens von Pfählen und pfahlartigen Traggliedern

dc.contributor.advisorRackwitz, Frank
dc.contributor.authorLerch, Maximilian
dc.contributor.grantorTechnische Universität Berlin
dc.contributor.refereeRackwitz, Frank
dc.contributor.refereeNeidhart, Thomas
dc.date.accepted2022-04-12
dc.date.accessioned2022-11-21T14:55:14Z
dc.date.available2022-11-21T14:55:14Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractZur Untersuchung und Prognose des Tragverhaltens von Pfählen und pfahlartigen Traggliedern wurden auf einem geotechnisch umfangreich erkundeten Testfeld dynamische und statische Pfahlprobebelastungen durchgeführt und anschließend wissenschaftlich ausgewertet. Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen im Maßstab 1:1 lieferten neue Erkenntnisse über die Tragmechanismen der Pfähle und pfahlartigen Traggliedern und über Zusammenhänge zwischen den Ergebnissen der dynamischen und statischen Probebelastungen. Darüber hinaus bildeten die Erkenntnisse und Messergebnisse aus den verschiedenen Probebelastungen die Grundlage für die Entwicklung innovativer numerischer Simulationsmodelle zur Prognose des Tragverhaltens der Tragglieder. Um die genannten Effekte im Tragverhalten der Pfähle und pfahlartigen Tragglieder genauer zu untersuchen, wurde faseroptische Sensortechnik eingesetzt. Mit den Messergebnissen des Wellenausbreitungsverhaltens und deren Auswertung im Zeit- und Frequenzbereich konnte ein Zusammenhang zwischen Mantelreibung und Ausbreitungsgeschwindigkeit der eingeleiteten Welle in den Pfählen durch einen Vergleich mit den ermittelten Mantelreibungskurven aus quasi-kontinuierlicher Messung qualitativ nachgewiesen werden. Ergänzend zu den Belastungsversuchen wurden numerische Simulationsmodelle erstellt, um das Pfahl-Boden-Interaktionsverhalten unter dynamischer und statischer Belastung darzustellen und vorherzusagen. Die entwickelten Verfahren zur Prognose des Tragverhaltens von Pfählen und pfahlartigen Traggliedern können fallspezifisch eingesetzt werden, um eine Optimierung des Planungsprozesses der Tragglieder zu erreichen. Zur Ermittlung des Tragverhaltens der Pfählen ist es nicht erforderlich, ein umfangreiches Versuchsprogramm mit statischen oder dynamischen Lastversuchen durchzuführen, wie es üblicherweise der Fall ist. Anhand von Lastversuchen an ausgewählten und sorgfältig instrumentierten Traggliedern können die erforderlichen Referenzdaten ermittelt werden, um mit den vorgestellten Simulationsverfahren und Simulationsmethodiken das Tragverhalten bzw. die mobilisierten Widerstände im Pfahl-Boden-Interaktionsverhalten vorherzusagen. Die Ergebnisse der Arbeit haben gezeigt, dass für CFA-Pfähle Messdaten zum axialen Wellenausbreitungsverhalten in den Pfählen und konventionelle Messungen der Schwinggeschwindigkeit an den Pfahlköpfen ausreichen, um das Tragverhalten in guter Korrelation zu den Messungen aus statischen Lastversuchen darzustellen.de
dc.description.abstractIn order to determine and predict the load-bearing behaviour of piles and rigid inclusions, dynamic and static pile load tests were carried out on a comprehensively explored geotechnical test field and then scientifically evaluated. The results of the experimental investigations on a scale of 1:1 provided new insights into the load-bearing mechanisms of the piles and rigid inclusions and into correlations between the results of the dynamic and static load tests. In addition, the insights and measurement results from the various load tests formed the basis for the development of innovative numerical simulation models to predict the load-bearing behaviour of the piles. In order to investigate the aforementioned effects in the load-bearing behaviour of the piles and rigid inclusions in more detail, fibre-optic sensor technology was used. With the measurement results of the wave propagation behaviour and their evaluation in the time and frequency range, a correlation between sleeve friction and propagation speed of the introduced wave in the piles could be qualitatively proven by a comparison with the determined sleeve friction curves from quasi-continuous measurement. In addition to the load tests, numerical simulation models were created to represent and predict the pile-soil interaction behaviour under dynamic and static loading. The developed methods for predicting the load-bearing behaviour of piles and rigid inclusions can be used case-specifically to optimise the design process of the load bearing elements . To determine the load-bearing behaviour of the piles, it is not necessary to carry out an extensive test programme with static or dynamic load tests, as is usually the case. By means of load tests on selected and carefully instrumented load bearing elements, the necessary reference data can be determined in order to predict the bearing behaviour or the mobilised resistances in the pile-soil interaction behaviour with the presented simulation procedures and simulation methodologies. The results of the work have shown that for CFA piles measured data on the axial wave propagation behaviour in the piles and conventional measurements of the vibration velocity at the pile heads are sufficient to represent the bearing behaviour in good correlation to the measurements from static load tests.en
dc.identifier.urihttps://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/17706
dc.identifier.urihttps://doi.org/10.14279/depositonce-16492
dc.language.isode
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject.ddc629 Andere Fachrichtungen der Ingenieurwissenschaftende
dc.subject.otherPfählede
dc.subject.otherfaseroptische Sensorikde
dc.subject.otherpfahlartige Traggliederde
dc.subject.otherProbebelastungende
dc.subject.othernumerische Prognosemodellede
dc.subject.otherpilesen
dc.subject.otherfiber optic monitoringen
dc.subject.otherrigid inclusionen
dc.subject.otherload testsen
dc.subject.othernumerical prognosis modelen
dc.titleHochauflösende faseroptische Dehnungsmessungen zur Ermittlung des Tragverhaltens von Pfählen und pfahlartigen Traggliedernde
dc.title.translatedHigh-resolution fibre-optic strain measurements to determine the load-bearing behaviour of piles and rigid inclusionsen
dc.typeDoctoral Thesis
dc.type.versionacceptedVersion
tub.accessrights.dnbfree
tub.affiliationTechnische Universität Berlin::Fak. 6 Planen Bauen Umwelt::Inst. Bauingenieurwesen::FG Grundbau und Bodenmechanik
tub.publisher.universityorinstitutionTechnische Universität Berlin
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