SFB "Offshore-Megastrukturen" (Zweite Förderperiode)

Beschreibung:

Um das Verhalten des Bodens unter zyklischen Lasten auf Elementebene zu untersuchen, sind in der zweiten Förderperiode weitere Versuche an dem Einfachschergerät, welches in der ersten Förderperiode angeschafft wurde, geplant. Das Ziel ist, die Auswirkungen der Vorkonditionierung in Form einer Vorbelastung bzw. Vorscherung auf das zyklische Antwortverhalten der Bodenprobe unter dränierten und undränierten Lasten zu beschreiben. Diese Ergebnisse aus den geplanten mehreren hundert Versuchen werden dann in ein Konturplot überführt und dienen als Grundlage für numerische Berechnungen in AP3.

Um das Verhalten des Bodens unter zyklischen Lasten auf Systemebene zu untersuchen sowie beschreiben zu können, wurde in der ersten Förderperiode vom IGtH ein neuer Modellstand für experimentelle Untersuchungen geplant und fertiggestellt. Die Untersuchungen in der ersten Förderperiode wurden an einem Modell eines Schwergewichtsfundaments unter dränierten sowie teildränierten Bedingungen durchgeführt. In der aktuellen Förderperiode liegt dagegen der Fokus auf Untersuchungen eines Monopile-Modellfundaments ebenfalls unter monotonen und zyklischen Lasten, die durch einfache, kleinere Anpassungen des vorhandenen Modellstands realisiert werden können. Hierbei sind neben der Gesamtverformung des Monopiles (Setzung und Schiefstellung) insbesondere die Porenwasserüberdrücke und deren Akkumulation über die Zeit von Interesse (Abbildung 1).

Mithilfe der Untersuchungen auf Element- und Systemebene kann die Prognose des Verhaltens von verschiedenen Gründungsstrukturen mit dem vom IGtH entwickelten expliziten numerischen Modell (EPPE) validiert und weiterentwickelt werden. Ein Ziel dabei ist die Entwicklung einer generischen Methodik zur Prognose des Trag- bzw. Betriebsverhaltens intensiv zyklisch beanspruchter Gründungen.

In enger Zusammenarbeit mit dem Teilprojekt A04 sind außerdem Versuche mit einem Monopile-Modell (D ~ 60 cm) im großen Wellenkanal (GWK+) vorgesehen. Gemessen werden soll das Verhalten des Pfahls unter Wellenlast und zusätzlich unter zyklischer Horizontallast, die über einen Prüfzylinder aufgebracht wird, und insbesondere die Höhe der Porenwasserdrücke im Sandbett. Darüber hinaus werden die Auswirkungen von Kolk und Kolkschutzschichten auf das Tragverhalten des Pfahls untersucht. Diese Experimente stellen eine hervorragende Ergänzung zu den in wesentlich kleinerem Maßstab geplanten experimentellen Untersuchungen des AP 2 dar und können zur Validierung der expliziten und impliziten numerischen Simulationsmodelle des AP 3 genutzt werden.