Elasto-plastic analysis with a coupled FEM/SBFEM approach

In der vorliegenden Arbeit wird eine neue Methode vorgestellt, mit der sich elastisch-plastische Baugrundverformungen und elastisch-plastisch berechnetes Baugrundversagen unter Einbezug der Wellenausbreitung im Baugrund berechnen lassen. Die vorgestellte Methode ist eine hybride Methode basierend auf mehreren Berechnungsmethoden. Sie beinhaltet eine nichtlineare Berechnung mit der Finite Elemente Methode (FEM), einem nichtlinearen HHT-alpha Verfahren und die Scaled Boundary Finite Element Methode (SBFEM). Die Schwerpunkte der Arbeit liegen in der Implementierung eines elastisch-plastischen Bodenmodells mit isotroper Verfestigung, der Entwicklung und Implementierung eines nichtlineares HHT-alpha Verfahrens mit voller Newton-Raphson Iteration, und der Implementierung dieser Verfahren und der SBFEM in ein nichtlineares Gesamtberechnungsschema. Hierbei stellt das Gesamtberechnungsschema eine neue Berechnungsmethode im Zeitbereich dar, da es die genannte Kombination der Berechnungsmethoden noch nicht gibt. Die Anwendbarkeit des entwickelten Verfahrens wird anhand von verschiedenen Beispielen mit unterschiedlicher Komplexität gezeigt. Die hier gezeigten Beispiele beziehen sich auf Flachgründungen. Die Methode ist aber genauso übertragbar auf Tiefgründungen, Baugruben oder Erdbebenberechnungen.