Ein Modell zur Berechnung des Verformungsverhaltens von horizontal hochzyklisch beanspruchten Pfählen

Für die Prognose des Verformungsverhaltens horizontal hochzyklisch beanspruchter, langer oder mittellanger Pfähle, eingelagert in nichtbindigen Böden, wird ein vereinfachtes Ingenieurmodell für dränierte Verhältnisse, basierend auf dem hochzyklischen Akkumulationsmodell (HCA) von NIEMUNIS, WICHTMANN und TRIANTAFYLLIDIS [1], entwickelt. Die monotone Bodenverformung unter statischer Belastung wird durch elastische Federn um den Pfahl approximiert, wobei die Bodenverformungsakkumulation unter zyklischer Beanspruchung (zyklisches Kriechen) durch in Reihe hinter den Federn geschaltete quasi viskose Dämpfer nach dem HCA-Modell modelliert wird. Die quasi viskosen Dämpfer repräsentieren die akkumulierten Verformungen infolge der Zyklenanzahl (zyklisches Kriechen). Diese Betrachtung ist größtenteils physikalisch durch Elementversuche abgesichert. Zusammen mit dem Pfahl stellen die Feder-Dämpfer-Elemente ein elastisch gebettetes Balkensystem dar. Zwei Varianten des Modells mit einer beidseitigen Anordnung von Federn und Dämpfern auf der Lee- und Luv-Seite und einer einseitigen Anordnung nur auf der Lee-Seite werden vorgestellt. Die berechnete Pfahlverschiebungsprognose des Modells wird den Ergebnissen von bereits in der Literatur vorhandenen Ingenieurmodellen und der Lösung einer 3-D-Finite-Elemente-Simulation mit dem HCA-Modell gegenübergestellt.

A model for the behavior of horizontally high-cycle loaded piles
For the prediction of the deformation for long or intermediate long piles under lateral high cycle load, embedded in non-cohesive soil, a simplified engineering model for drained conditions is developed based on the high cycle accumulation (HCA) model of NIEMUNIS, WICHTMANN and TRIANTAFYLLIDIS [1]. The monotonic soil deformation under static load is approximated by elastic springs, placed around the pile, whereas the accumulation of soil deformations under cyclic loading is modelled by viscous dashpots (cyclic creep) according to the HCA model. In most instances this contemplation is physically validated by element tests. In conjunction with the pile the spring-dashpot elements represent an elastically embedded beam system. Two versions of the model with a two-sided arrangement of springs and dashpots on the Lee- and Luv-side and a one-sided arrangement only on the Lee-side will be presented. The pile displacement prediction of the model is compared with the results obtained by existing engineering models already known in the literature and the solution of a 3-D-finite element simulation with the HCA model.