Experimentelle Erkenntnisse zum zyklisch axialen Pfahltragverhalten

Zyklisch axiale Einwirkungen auf Pfähle können bekanntlich zur Akkumulation der plastischen Verschiebung des Pfahls und zur Änderung der postzyklischen Tragfähigkeit führen. Zu den Ursachen dieser Phänomene bestehen aber noch erhebliche Kenntnisdefizite. Im Rahmen eines DFG-Forschungsprojekts sind neue Erkenntnisse zum zyklischen und postzyklischen Pfahltragverhalten erzielt worden. Dieser Beitrag berichtet von der Methodik und den wesentlichen Ergebnissen dieser Untersuchungen: In insgesamt 77 Probebelastungen an Modellpfählen konnten durch die Variation der Belastungsparameter und der Bodenkenngrößen verschiedene Einflussfaktoren für die Akkumulation der plastischen Verschiebung des Pfahls und die Änderung der Tragfähigkeit identifiziert werden. Auf Grundlage von Spannungsmessungen im Pfahlnahbereich und der Beobachtung von bodenmechanischen Vorgängen mithilfe der Particle Image Velocimetry (PIV) konnten Hypothesen zum zyklischen und postzyklischen Tragverhalten abgeleitet werden. Schließlich wird ein neuartiges Interaktionsdiagramm vorgestellt, mit dem das zu erwartende Verschiebungsverhalten des Pfahls qualitativ abgeschätzt werden kann.

Experimental findings on pile behaviour under cyclic axial loading.
It is known that cyclic axial loads may lead to the accumulation of plastic pile displacement and to the change in post-cyclic pile capacity, but the causative mechanisms of cyclic pile behaviour are not completely understood. Thus, within the framework of a project supported by the German Research Foundation (DFG), the cyclic and post-cyclic pile behaviour was systematically investigated using three experimental concepts. This paper reports about the investigation techniques and the significant findings of test results: In 77 model tests loading parameters and soil properties were modified. In this way it was possible to identify key influence factors for the accumulation of plastic pile displacement and for the change in post-cyclic pile capacity. Based on stress measurements and observation of soil mechanical mechanisms using Particle Image Velocimetry (PIV) different hypothesis for cyclic and post-cyclic pile behaviour could be derived. Finally, in order to forecast the plastic pile displacements from a qualitative viewpoint, a novel interaction diagram is presented.