Hypoplastizität für leicht Fortgeschrittene

Die Ergebnisse einer geotechnischen Finite-Elemente-Berechnung stehen und fallen mit der Qualität des verwendeten Stoffgesetzes zur Beschreibung des Materialverhaltens des Bodens. Böden sind stark nichtlinear und anelastisch und zeigen eine ausgeprägte Volumenänderung bei Scherverformungen. Nur wenige Stoffgesetze bilden dies halbwegs brauchbar ab. Hypoplastische Stoffgesetze können alle obigen Eigenschaften sehr gut modellieren. Um sie zu verstehen, muß allerdings die schon lange tradierte und deshalb sehr gewohnte Denkweise der Elastoplastizität verlassen werden. In diesem Beitrag wird eine Einführung in die Theorie der Hypoplastizität gegeben. Aus den Ergebnissen von Laborversuchen folgern wir grundlegende mechanische Eigenschaften von kohäsionslosen Böden und suchen entsprechende mathematische Eigenschaften eines Stoffgesetzes in Ratenform. Zum mathematischen Verständnis reichen Grundlagen der linearen Algebra wie z. B. die Kenntnis der Matrizenmultiplikation aus.