Zur Gebrauchstauglichkeit von Gründungen für Offshore-Windenergieanlagen:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Karlsruhe
Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik
2015
|
Schriftenreihe: | Veröffentlichungen des Institutes für Bodenmechanik und Felsmechanik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Heft 180 |
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Beschreibung: | Mit englischer Zusammenfassung |
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adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1 E INLEITUNG 1
1.1 GRUENDUNGEN VON OFFSHORE-WINDENERGIEANLAGEN
..............................................
1
1.2
MOTIVATION...........................................................................................................
3
1.3 ZIELE UND STRUKTUR DER A R B E I T
..........................................................................
5
2 K ONZEPT ZUR E RM ITTLU N G DER V ERFORM UNGSAKKUM ULATION 7
2.1 BERECHNUNGSKONZEPT
.........................................................................................
7
2.2 STOFFMODELLE FUER DIE IMPLIZITE BERECHNUNG
.......................................................
9
2.2.1 H
YPOPLASTIZITAET......................................................................................
10
2.2.2 INTERGRANULARE DEHNUNG
.......................................................................
12
2.2.3 ISOTROPE E LA STIZ ITAE
T................................................................................
14
2.3 HOCHZYKLISCHES AKKUMULATIONSMODELL
.............................................................
16
2.3.1 PARAM ETERBESTIM M
UNG..........................................................................
20
2.3.2 BEHANDLUNG UEBERKRITISCHER
SPANNUNGSZUSTAENDE.................................. 21
3 LABORVERSUCHE ZUR E RM ITTLU N G DER M ATERIALEIGENSCHAFTEN 25
3.1 TESTM
ATERIAL........................................................................................................
25
3.2 EINFLUSS VON PROBENPRAEPARATION UND
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG......................... 26
3.3 EINFLUSS DER PROBENGEOMETRIE
..........................................................................
28
3.4 ZYKLISCHE
OEDOMETERVERSUCHE.............................................................................
32
3.4.1 VERSUCHSGERAETE UND PROBENPRAEPARATION
..............................................
33
3.4.2
VERSUCHSERGEBNISSE................................................................................
35
4
K LEINM ASSSTAEBLICHE M ODELLVERSUCHE 39
4.1 L
ITERATURUEBERLICK................................................................................................
40
4.1.1 MODELLVERSUCHE AN ZYKLISCH BELASTETEN
FLACHGRUENDUNGEN................... 40
4.1.2 MODELLVERSUCHE AN HORIZONTAL BELASTETEN P FAEH LEN
............................... 41
4.2 M ODELLVERSUCHSSTAND
.........................................................................................
43
4.3 P
ROBENPRAEPARATION.............................................................................................
44
4.3.1 TROCKENE
GROSSPROBEN.............................................................................
44
4.3.2 GESAETTIGTE G
ROSSPROBEN..........................................................................
45
4.4
FUNDAMENTMODELLVERSUCHE................................................................................
48
4.4.1 M ODELLFUNDAM
ENTE................................................................................
49
4.4.2 ZYKLISCHE
HORIZONTALBELASTUNG..............................................................
50
4.4.3 ZYKLISCHE VERTIKALBELASTUNG
................................................................. 58
4.4.4 GESAETTIGTE
VERSUCHE................................................................................
69
4.5 PFAHLMODELLVERSUCHE
..........................................................................................
79
4.5.1 VERSUCHSTECHNIK UND BESTIMMUNG DER BIEGELINIE DES P FA H LS
............
79
4.5.2 HORIZONTALE STATISCHE B E LA STU N G
........................................................... 82
4.5.3 HORIZONTALE ZYKLISCHE B E LA STU N G
........................................................... 88
5 N UM ERISCHE B ERECHNUNGEN 105
5.1 EIGENSPANNUNGEN ALS FOLGE VOLUMETRISCHER VERSTEIFUNG
....................................
106
5.1.1 DEFINITION VON EIGENSPANNUNGEN UND VOLUMETRISCHER VERSTEIFUNG . .
106
5.1.2 ENTSTEHUNG VON KUENSTLICHEN EIGENSPANNUNGEN
....................................
107
5.1.3 EIGENSPANNUNGEN INFOLGE INKOMPATIBLER ZWANGSBEDINGUNGEN .... 109
5.1.4 EIGENSPANNUNGEN INFOLGE DER AKKUMULATION
.......................................
118
5.1.5 EIGENSPANNUNGEN INFOLGE NUMERISCHER RUNDUNGSFEHLER
........................
119
5.1.6 MOEGLICHE ANSAETZE ZUR REDUKTION VON NUMERISCHEN EIGENSPANNUNGEN 120
5.2 MECHANISCH-HYDRAULISCH GEKOPPELTE BERECHNUNGEN
..........................................
128
5.3 DISKUSSION DES A NFANGSZUSTANDES
......................................................................
130
INHALTSVERZEICHNIS III
5.4 NACHRECHNUNG DER
MODELLFUNDAMENTVERSUCHE....................................................131
5.4.1 DRAENIERTE VERSUCHE MIT NIEDRIGEM SPANNUNGSNIVEAU
...........................
131
5.4.2 VERTIKALE BELASTUNG MIT HOHEM SPANNUNGSNIVEAU
..............................
137
5.5 NACHRECHNUNG DER
PFAHLMODELLVERSUCHE.............................................................153
5.5.1 STATISCHE B
ELASTUNG..................................................................................
156
5.5.2 ZYKLISCHE
BELASTUNG..................................................................................
159
5.6 ZYKLISCHE PFAHLVERSUCHE IM MITTLEREN M A SS STA B
................................................
169
5.6.1
VERSUCHSBESCHREIBUNG.......................................................................
...
. 169
5.6.2 NACHRECHNUNG DER
PFAHLVERSUCHE.............................................................170
5.6.3 F A Z
IT...........................................................................................................176
6 V ALIDIERUNG DES A K K UM ULATIONSM ODELLS 179
6.1 DAS TESTFUNDAM ENT
..............................................................................................
180
6.1.1
MESSTECHNIK...............................................................................................182
6.1.2 B A U G RU N D
..................................................................................................183
6.1.3 BELASTUNG DES TESTFUNDAMENTS UND B A U AB LAU F
....................................
189
6.1.4 AUSGEWAEHLTE
MESSERGEBNISSE...................................................................191
6.2 NACHRECHNUNG DES TESTFUNDAMENTS
...................................................................193
6.2.1 SIMULATION DES BAUABLAUFS UND DER B E LA STU N G
....................................
196
6.2.2 VERGLEICH VON BERECHNUNGEN MIT UND OHNE SIMULATION DES PWD -
WAHL DES
FE-MODELLS...............................................................................
197
6.2.3 VERGLEICH DER FE-BERECHNUNG MIT DEN MESSDATEN
..............................
201
6.2.4
VARIATIONSRECHNUNGEN...............................................................................207
7 V EREINFACHTE B ERECHNUNGSM ODELLE 217
7.1 E
INLEITUNG..............................................................................................................217
7.2 LITERATURUEBERBLICK ZU VEREINFACHTEN MODELLEN
...................................................
218
7.2.1 MODELLE FUER ZYKLISCH BELASTETE FLACHGRUENDUNGEN
.................................
218
7.2.2 MODELLE FUER ZYKLISCH HORIZONTAL BELASTETE M ONOPILES
...........................
220
7.3 VERGLEICH VERSCHIEDENER PROGNOSEMODELLE FUER ZYKLISCH HORIZONTAL
BELASTETE
P F AE H LE
....................................................................................................................
221
7.4 ENTWICKLUNG EINES MODELLS FUER VERTIKAL ZYKLISCH BELASTETE
FLACHGRUENDUNGEN 223
7.4.1 BESCHREIBUNG DES MODELLS
......................................................................
223
7.4.2 BERECHNUNGSBEISPIELE
...............................................................................
231
8 Z USAM M ENFASSUNG UND A USBLICK - SUM M ARY AND O UTLOOK 235
8.1
ZUSAMMENFASSUNG..................................................................................................235
8.2 A
USBLICK.................................................................................................................
242
8.3 SUMMARY
..............................................................................................................
243
8.4 O U TLO O K
.................................................................................................................
249
L ITERATURVERZEICHNIS 251
A M ODELLVERSUCHSTECH N IK 269
A.L BESTIMMUNG DER
LAGERUNGSDICHTE.....................................................................269
A .L.L VORGEHEN ZUR AUSWERTUNG DER
DRUCKSONDIERUNGEN.............................270
A .L.2 PARAMETER ZUR AUSWERTUNG VON DRUCKSONDIERUNGEN
..........................
272
A.L. 3 LAGERUNGSDICHTEN
....................................................................................
273
A .L.4 GESAETTIGTE G
ROSSPROBEN...........................................................................
274
A.2 MESS- UND
BELASTUNGSTECHNIK..............................................................................
278
A.3 REIBUNG UND HAFTUNG IN DEN PNEUMATISCHEN BELASTUNGSKOLBEN
...................
280
A.4 VERSUCHSTECHNIK FUER VERTIKALE ZYKLISCHE BELASTUNG VON
MODELLFUNDAMENTEN . 284
A.5 VERSUCHSTECHNIK ZUR ERMITTLUNG DER B IEGELINIE
...............................................
288
A.5.1 AUFBAU DES MODELLPFAHLS
.................
288
A.5.2 BIEGEVERSUCHE AM MODELLPFAHL ZUR VERIFIKATION DER DMS
..................
290
A.5.3 RANDBEDINGUNGEN ZUR BESTIMMUNG DER BIEGELINIE IM MODELLVERSUCH 293
A.5.4 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER DMS-MESSUNGEN
...................................
294
B P FAHLM ODELLVERSUCHE VON TA§AN 297
B.L BELASTUNG UND
PFAHLKOPFVERSCHIEBUNG................................................................297
B.2 LABORVERSUCHE UND STOFFMODELLPARAMETER DES BERLINER SANDES
.....................
297
C Z USATZINFORM ATIONEN ZUM T ESTFUNDAM ENT 303
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