Forschungsvorhaben welleninduzierte Bodenverflüssigung

Projektbeschreibung:

Das Phänomen der Bodenverflüssigung ist ein weltweit in unterschiedlichen Kontexten auftretendes Problem. Hervorgerufen wird dieser Prozess z. B. durch Erdbeben oder durch die Wellenbewegung auf einem Kanal oder im Meer. Als Folgen können beispielsweise unzulässige Bewegungen von Gebäuden, ausgespülte Pipelines oder Instabilitäten an Erdbauwerken auftreten. In diesem Forschungsvorhaben geht es speziell um die welleninduzierte Verflüssigung und ihre verbesserte modelltechnische Abbildbarkeit. In der Vergangenheit entwickelte konstitutive Ansätze konnten mithilfe numerischer Methoden zur Simulation spezifischer Aspekte des Verflüssigungsvorganges genutzt werden. Es ist jedoch mit noch keinem Modell gelungen, den gesamten Prozess inklusive Initiierung der Verflüssigung, Zustandsänderung und Ausdehnung des verflüssigten Bereiches, Sedimentation mit Wiederanstieg der Scherfestigkeit, erneute Verflüssigung, etc. ausreichend abzubilden.Im Bereich der Rheologie granularer Medien wurden in den letzten Jahren Fortschritte erzielt hinsichtlich der Abbildung verschiedener Zustände von granularen Medien, insbesondere auch des Phasenwechsels der Fluidisierung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Übertragbarkeit der Modelle aus dem Bereich der Rheologie granularer Medien auf die Geotechnik und ganz speziell auf das Phänomen der Verflüssigung zu überprüfen und mit geotechnischen Modellierungsansätzen zu vergleichen. Dafür werden im ersten Schritt verschiedene Ansätze aus der Literatur vergleichend dargestellt und vielversprechende Vertreter ausgewählt. Diese sollen in ein numerisches Programm implementiert werden. Nach einer anschließenden Verifizierung der Modelle stehen verschiedene an der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) durchgeführte Versuche zur Verfügung, um eine Validierung vorzunehmen.

Projektlaufzeit:

01/2022 – 12/2025

Projektpartner:

Bundesanstalt für Wasserbau (BAW)