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Title: The influence of the drainage regime on the installation and the response to vertical cyclic loading of suction caissons
Language: English
Authors: Stapelfeldt, Marc 
Keywords: Suction caisson, sand, layered soil, suction installation, cyclic vertical loading, Material Point Method, Finite Element Method
Issue Date: 7-Feb-2021
Examination Date: 17-Nov-2020
Abstract (german): 
Auf Suction-Caisson-Jackets gegründete Offshore-Windenergieanlagen übertragen Lasten durch einen vertikalen Druck-Zug-Mechanismus. Dieser Mechanismus ist unter Berücksichtigung zyklischer Lasten ein maßgebender Konstruktionsaspekt. Konstruktionsrichtlinien sind begrenzt und liefern lediglich grobe Schätzungen. Der derzeitige Mangel an Daten zum Tragverhalten von Suction-Caissons in Sand und geschichtetem Boden erfordert die Durchführung wissenschaftlicher Untersuchungen. Dies erfolgt durch numerische Berechnungen und Zentrifugenversuche in denen das Tragverhalten von Suction-Caissons unter vertikaler zyklischer Belastung betrachtet wird. Die Ergebnisse zeigen keine keinen systematischen Einfluss der Sauginstallation auf das Tragverhalten. Das Tragverhalten wird durch das Drainageregime und das Wechselspiel von Zug- und Druckbelastung bestimmt.
Abstract (english): 
Offshore wind turbines supported by suction caisson jackets transfer loads to the foundation through a vertical push-pull mechanism. This leads to the foundation performance under vertical cyclic loading to be a critical design aspect. Design methods are limited and only provide rough estimates. The current paucity of data of suction caisson in-service performance in uniform sand and layered soil under loading conditions relevant to offshore wind turbines calls for physical evidence to be gathered. This is addressed through numerical analyses and centrifuge tests, which investigate the suction installation and the caisson response to vertical cyclic loading. The results show no evidence of an effect of the suction caisson installation on the in-service performance. The response to vertical cyclic loading is determined by the drainage regime and the interplay between tension and compression.
URI: http://hdl.handle.net/11420/8713
DOI: 10.15480/882.3278
Institute: Geotechnik und Baubetrieb B-5 
Document Type: Thesis
Thesis Type: Doctoral Thesis
Advisor: Grabe, Jürgen 
Referee: Rackwitz, Frank 
Düster, Alexander 
License: In Copyright In Copyright
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