2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/16637In dem Forschungsvorhaben wird die Installation von Suction-Buckets bzw. Suction-Caissons, welche mittels Unterdruck in den aus gesättigtem Sand oder geschichtetem Boden bestehenden Meeresboden eingebracht werden, deren Tragverhalten unter Berücksichtigung des Herstellungseinflusses sowie das mittels Überdruck unterstützte Herausziehen aus dem Meeresboden untersucht. Aufbauend auf existierenden Ergebnissen von Modellversuchen zum Einbring- und Herausziehvorgang sowie zum Tragverhalten werden ergänzende Modellversuche in einer geotechnischen Zentrifuge zur Untersuchung der Drainagebedingung des Bodens während der Einbringung und des Herausziehens durchgeführt. Durch numerische Simulationen des Einbring- und Herausziehvorgangs sowie des Tragverhaltens sollen die mechanisch-hydraulisch gekoppelten Prozesse in homogenen, rolligen und geschichtetem Böden besser verstanden werden und der Einfluss des Einbringvorgangs auf das spätere Tragverhalten untersucht werden. Zur Modellierung des mechanisch-hydraulisch gekoppelten Verhaltens von gesättigten Böden wird ein bereits am Institut des Antragstellers existierender Ansatz für die Finite-Elemente-Methode (FEM) verwendet. Zudem wird die Material-Point-Method (MPM) für Simulation zur Installation herangezogen. Da der Quellcode des verwendeten MPM-Programms dem Institut des Antragstellers vorliegt, kann dieser problemspezifisch modifiziert und erweitert werden. Die MPM-Modelle zur Simulation der Installation und die FEM-Modelle zur Simulation der Belastung werden validiert und für Parameterstudien zur Untersuchung verschiedener Einflüsse genutzt.The objective of the research project is the investigation of the installation process of suction buckets/suction caissons, which penetrate by application of suction into the seabed consisting of saturated sand or layered soil. The load bearing behaviour with respect to the installation process is investigated as well as the process of extraction of the bucket out of the seabed supported by excess pressure. Building on results of existing model tests of the process of installation and extraction as well as the load bearing behaviour, additional model tests in a geotechnical centrifuge are performed to investigate the drainage behaviour of the soil during the installation, load bearing and extraction. The process of installation and extraction and the load bearing behaviour is also investigated through numerical methods. Therefore, the coupled mechanical hydraulically processes in the soil are better understood and the influence of the installation process on the load bearing behaviour is investigated. An approach, which is existing at the institute, is extended and utilised for investigations on the coupled mechanical hydraulically behaviour in saturated sand and layered soil Therefore, the Finite Element Method (FEM) is utilised for simulations of the load bearing behaviour. Furthermore, the Material-Point Method (MPM) is utilised for simulations of the installation process. Since the MPM-source-code is available at our institute, the program modifications and extensions for any specific problem are feasible. The MPM-models for the simulation of the installation and the FEM-models for the simulation of the load bearing behaviour are validated and applied for a parametric study to investigate different influences.