Detailergebnis zu DOK-Nr. 52032
Plastisches Verformungsverhalten von Gesteinskörnungen und die Shakedown-Theorie (Orig. engl.: Permanent deformation behavior of granular materials and the shakedown concept)
| Autoren |
F. Wellner A.R. Dawson S. Werkmeister |
|---|---|
| Sachgebiete |
8.0 Allgemeines 11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer |
Washington, D.C.: National Academy Press, 2001 (Transportation Research Record (TRB) H. 1757) S. 75-81, 11 B, 8 Q
Untersuchungen an Gesteinskörnungen haben gezeigt, dass bei dynamischer Belastung mit einem niedrigen Belastungsniveau keine kontinuierliche Zunahme der plastischen Dehnungen zu verzeichnen ist. Es wird nach Abschluss der Nachverdichtung ein Gleichgewichtszustand erreicht. Bei dynamischer Belastung mit höherem Belastungsniveau nehmen die plastischen Dehnungen jedoch stark zu und es kommt gegebenenfalls zu einem Bruch. In der Literatur wird dieses Verhalten als Shakedown-Verhalten bezeichnet. Grundsätzlich besagt diese Theorie, dass bei unterschiedlichen Beanspruchungsbereichen sich die Materialien ebenfalls nach unterschiedlichen voneinander unabhängigen Gesetzmäßigkeiten verhalten. Bis zu einem bestimmten Beanspruchungszustand verhält sich das System stabil. Bei Überschreitung dieses Beanspruchungszustandes geht das System in einen instabilen Zustand über, um sich danach nach anderen Gesetzmäßigkeiten zu verhalten. Es wurden dynamische Triaxialversuche an verschiedenen Gesteinskörnungen durchgeführt und die plastischen Verformungen in Abhängigkeit der Lastwechselzahl ermittelt. Es wurde aufgezeigt, dass die Shakedown-Theorie für Gesteinskörnungen anwendbar ist. Dafür ist jedoch eine Anpassung der ursprünglichen Shakedown-Theorie an das Verformungsverhalten der Gesteinskörnungen unter dynamischer Druckbelastung erforderlich. Die aufgeführten Bereiche A, B und C sind vermutlich bei allen ungebundenen Gesteinskörnungen zu erwarten. Ein Modell zum Stoffverhalten von ungebundenen Gesteinskörnungen und eine Methode zur Einteilung in die Shakedown-Bereiche wurden vorgestellt. Dieses Verfahren ermöglicht es, in Kombination mit den plastischen und elastischen Stoffmodellen das Spannungs-Verformungsverhalten von ungebundenen Gesteinskörnungen mathematisch zu beschreiben.