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Detailergebnis zu DOK-Nr. 61199

Spannungs- und Verformungsanalyse eines mächtig überschütteten Betonkanals (Orig. engl.: Field performance and analysis of 3-m-induced trench culvert under a 19.4-m soil cover)

Autoren	A.J. Valsangkar B.A. Barker R.P. McAffee
Sachgebiete	15.6 Durchlässe

Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2008 (Transportation Research Record (TRB) H. 2045) S. 68-76, 9 B, 16 Q

In einem tiefen Graben und unter einem neu geschütteten Damm wurde ein instrumentierter Betonrohr-Kanal mit einem Durchmesser von 3 m verlegt. Zur Sicherstellung von Grabenbedingungen bzw. zur Vermeidung einer Dammbedingung wurde über dem Rohrscheitel eine breite kompressible Schicht verlegt. Die gesamte Überschüttung hatte eine Mächtigkeit von 19,4 m. Die Entwicklung der Spannungen am Rohr- und die Verformungen im Rohrumfeld wurden gemessen und mit den Ergebnissen verschiedener analytischen und nummerischer Modellierungen verglichen. Die kompressible Polsterschicht brachte eine signifikante Reduktion des Überlagerungsdrucks. Die Firstspannungen lagen zwischen 16 und 24 % des Bodengewichts, während der Kämpferdruck unbeeinflusst von der Pufferschicht ca. 33 bis 45 % des Überlagerungsgewichts betrug. Die Entlastung der Firste ist mit einer Kompression der Pufferschicht und damit auch mit Verformungen des Umfelds bis hin zu einer Setzungsmulde an der Oberfläche verbunden. Die gemessenen Spannungen, aber auch die Verformungen konnten mit der nummerischen Simulation mit dem Code FLAC gut abgebildet werden, wobei der Artikel zu den in den Berechnungen verwendeten Parametern keine Aussagen macht. Die Analyse zeigt, dass mit der Marston-Spangler-Theorie die Vertikalspannungen etwas unterschätzt werden. Als wesentliche Abweichung von der Modellierung zeigten die Feldmessungen jedoch, dass die First- und Sohlspannungen keinesfalls konstant sind, sondern starke Spannungsspitzen an den Rändern (Firste) bzw. im Auflagepunkt (Sohle) auftreten.