2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/15777In dem Forschungsvorhaben ist die Untersuchung von Grenzzuständen der Tragfähigkeit von geotechnischen Konstruktionen hinsichtlich der Steigerung der Traglast vorgesehen. Dabei stehen die sich im Boden bildenden Scherfugen im Mittelpunkt. Ein innovativer Ansatz zur Traglaststeigerung von geotechnischen Konstruktionen wird untersucht: Die Verfestigung von Scherfugen. Ausgehend von der Vorstellung eines maßgebenden Bruchmechanismus mit dazugehöriger Traglast, kann die Traglast gesteigert werden, wenn dieser Mechanismus durch eine Scherfugenverfestigung gezielt behindert wird. In numerischen Simulationen werden die Scherfugen und Traglasten einiger geotechnischer Konstruktionen ermittelt. Es wird eine Methode erarbeitet, die eine numerische Simulation der Verfestigung von Scherfugen automatisiert ermöglicht. Die Methode wird aufbauend auf bereits entwickelten Konzepten zur numerischen Optimierung von geotechnischen Strukturen im Gebrauchszustand entwickelt. Die Traglaststeigerung kann damit numerisch ermittelt werden sowie die mechanische Beanspruchung, der das verfestigende Material ausgesetzt ist. Anschließend werden 1g-Modellversuche mit Scherfugenverfestigung durchgeführt. Dabei werden in Vorversuchen geeignete Materialien ausgewählt und eine Methode zur Scherfugenverfestigung für den Modellmaßstab entwickelt. Die gewonnen Erkenntnisse werden durch ng-Modellversuche in einer geotechnischen Zentrifuge erweitert und damit die Übertragbarkeit auf ein reales Spannungsniveau überprüft. In einer zweiten Projektphase sollen veränderliche Lasten (pfadabhängige Optimierung) und die Umsetzung der Methode für die Baupraxis hinzukommen.The proposed research project will investigate the ultimate limit state of geotechnical structures concerning the increase in limit load. Shear bands that will develop in the soil are of main interest. A new approach to limit load increase of geotechnical structures will be examined: The enhancement of shear bands. Based on the concept of one critical failure mechanism and the corresponding limit load, the limit load can be increased, if the critical failure mechanism is prohibited through targeted soil reinforcement. Numerical simulations will reveal the shear bands and limit loads of several geotechnical structures. A method to automatically simulate the shear band enhancement will be developed, based on already developed methods for numerical optimization of geotechnical structures within the serviceability state. The increase of limit load can therefore be determined as well as the loads acting on the reinforcing material. Following 1g-model tests with shear band enhancement will be conducted. Preliminary tests determine suitable methods and materials for the reinforcement of shear bands in the model scale. The insights of the 1g model tests will be extended to ng-model tests in a geotechnical centrifuge. Therefore the applicability of shear band enhancement for the increase of limit load will be verified. Transient loads and the practical implementation will be examined during a second project phase.