Dynamischer Erddruck auf starre und flexible Wände mittels Wellenlösungen: Numerische Einzelvergleiche für homogene und geschichtete Bodenprofile

• Published in: Geotechnik 2017-06, Vol.40 (2), p.93-102
• Main Authors: Vrettos, Christos, Feldbusch, Arthur
• Format: Article
• Language: ger
• Subjects: Damping; Finite element method; Harmonic excitation; Mathematical models; Seismic response; Soil analysis; Soil investigations; Soil layers; Soil properties; Stiffness; Walls; Wave propagation
• ISSN: 0172-6145; 2190-6653
• DOI: 10.1002/gete.201600004

Im Rahmen einer Parameterstudie werden mithilfe eines gängigen Finite‐Elemente‐Programms Berechnungen des dynamischen Erddrucks, wie dieser typischerweise bei seismischen Anregungen auftritt, untersucht. Es wird die Methode der Wellenausbreitung herangezogen. Das betrachtete System besteht aus zwei Wänden, die linear elastischen Boden stützen. Für einen ausreichend großen Wandabstand kann mit diesem System das Verhalten einer Einzelwand approximiert werden. Die Wände weisen eine finite Biegesteifigkeit und eine Drehfeder am Wandfußauflager auf. Zunächst werden die Berechnungen für den Grenzfall einer verschwindend kleinen Frequenz (pseudostatischer Fall) durchgeführt. Es folgen Analysen des frequenzabhängigen Verhaltens bei zeitharmonischer Anregung der Schichtunterlage. Details zur Modellierung und zur Diskretisierung des Systems, zur Wahl der Parameter für die Dämpfung des Bodens sowie zur Aufarbeitung der Ergebnisse der Zeitbereichsberechnungen werden angegeben. Numerische Ergebnisse werden anhand von Angaben in der Literatur verifiziert. Der Einfluss der Bodenschichtung wird ebenfalls untersucht. Dynamic earth pressure on rigid and flexible walls by wave solutions: numerical intercomparisons for homogeneous and layered soil profiles. In the frame of a parametric study numerical analyses of the dynamic earth pressure, as this typically occurs during seismic excitation, are carried out using a well‐established finite element code. The wave propagation approach is adopted. The system considered consists of two walls that support linear elastic soil. For a sufficiently large wall distance this system may approximate the behaviour of a single wall. The walls have a finite bending stiffness and a rotational spring at the wall base. The calculations are first performed for the limiting case of a vanishingly small frequency (pseudostatic case). Analyses of the frequency‐dependent behaviour during time‐harmonic excitation of the base layer follow. Details are given on the system modelling, on the discretization scheme, on the proper selection of the soil damping parameters as well as on the processing of the results obtained by the time‐domain calculations. Numerical results are verified by published data. The influence of the soil layering is also investigated.