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Bauingenieur - Ausgabe 5-2011, S. 241-249

Finite-Elemente-Berechnungen quasistatischer und dynamischer Probleme mit einem poroelastischen Zweikomponentenmodell

An zwei praktischen Beispielen, dem quasistatischen Vorgang der Konsolidierung einer Bodenschicht und dem dynamischen Prozess der Erschütterungsausbreitung in einem wassergesättigten poroelastischen System, wird die Modellierung und Implementierung eines Zweiphasenelementes demonstriert. Es handelt sich um eine sogenannte u-p-Formulierung mit den zwei Variablen Feststoffverschiebung und Porenwasserdruck. Das Modell, in das das Prinzip der effektiven Spannungen und das Darcy-Gesetz eingehen, wurde in ein Finite-Elemente-Programm implementiert, um auch Probleme lösen zu können, die mit analytischen Methoden nicht mehr zu bewältigen sind.

Finite Element calculations of quasistatic and dynamic problems using a two-component poroelastic model

On two practical examples, namely the quasistatic process of consolidation of a soil layer and the dynamic process of wave propagation in a water-saturated poroelastic system, the modelling and implementation of a two-phase-element is demonstrated. The so-called u-pformulation uses the two variables solid displacement and pore water pressure. The principle of effective stresses and the Darcy law enter the model which has been implemented into a Finite Element package in order to be able to solve also problems which are intractable by use of analytical methods.

Autor(en):
Savidis, S. A.; Albers, B.; Tasan, H. E.; Savvidis, G

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