Dynamisches Mehrphasenmodell mit hypoplastischer Materialformulierung der Feststoffphase

Die rechnerische Simulation von heterogenen Materialien bestehend aus einer Feststoffphase und den Porenraum füllenden Fluidphasen gewinnt in der Praxis durch die gestiegenen Rechnerkapazitäten in unterschiedlichen Disziplinen zunehmend an Bedeutung. Der klassische Anwendungsbereich der Mehrphasenmodelle ist die Untersuchung geotechnischer Problemstellungen, da das Tragverhalten des Bodens maßgeblich von dem darin enthaltenen Porenwasser abhängig ist. Die einfachste Anwendung stellt die Konsolidierungstheorie dar, die die zeitabhängige Setzung von Böden beschreibt. Eine weitaus komplexere Fragestellung hingegen liegt bei dem Phänomen erdbebeninduzierte Bodenverflüssigung vor. Hier kommt es durch die dynamische Belastung bei gleichzeitigem Vorhandensein von Porenwasser zu dem Effekt der Verflüssigung, die den Verlust der Tragfähigkeit des Bodens zur Folge hat. Weitere Anwendungsgebiete der Geotechnik, wie die Wasserhaltung unter Druckluft und die offene Wasserhaltung, umfassen aktiv erzeugte Strömungsprozesse in denen das Wasser im Boden entweder durch Luftüberdruck verdrängt oder durch Unterdruck abgepumpt wird…