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Erstellt: 26. Juni 2026

Neue Publikation in Kooperation mit der University of Bristol

In Zusammenarbeit mit der University of Bristol und der University of Melbourne ist ein neuer Artikel erschienen. Darin wird ein reproduzierbares, hydro-mechanisch gekoppeltes CEL-Framework (Coupled Eulerian-Lagrangian) vorgestellt, um große Deformationen in wassergesättigten Böden realitätsnah zu simulieren.

In dem neu veröffentlichten Artikel stellen die Autoren eine Erweiterung der CEL-Methode vor, die speziell für die Analyse von großen Deformationen in wassergesättigten Böden entwickelt wurde. Da herkömmliche numerische Ansätze aus der Strukturmechanik bei komplexen Szenarien oft keine direkten Berechnungen des Porenwasserdrucks zulassen, greift der Ansatz auf eine physikalische Analogie zwischen Wärmeleitung und Fluidströmung zurück, wodurch die berechnete Temperatur als Stellvertreter für die entstehenden Änderungen des Porenwasserdrucks fungiert. Dieses Prinzip wurde für die CEL-Methode in Abaqus/Explicit ursprünglich von Harman et al. (2015) entwickelt und nachfolgend durch Staubach et al. (2020, 2021) systematisch erweitert. Auf diesen Vorarbeiten aufbauend wurden die Weiterentwicklungen in der aktuellen Publikation in einem reproduzierbaren Framework ausgearbeitet. Damit wird ein strukturierter Arbeitsablauf aufgezeigt, der die Anwendung der nötigen Subroutinen und generell die Simulation von hydro-mechanisch gekoppelten CEL-Berechnungen in der Praxis zugänglicher macht.

Um die Zuverlässigkeit dieses Arbeitsablaufs zu belegen, wurde das hydro-mechanisch gekoppeltes CEL-Framework anhand von drei klassischen geotechnischen Beispielen validiert: der eindimensionalen Konsolidierung nach Terzaghi, der Konsolidierung unter einem kreisförmigen Oberflächenfundament sowie der Drucksondierung (CPT) in weichem Ton (Cam-Clay) und dichtem Sand (Hypoplastizität). In allen drei Fällen zeigten die numerischen Berechnungen eine hohe Übereinstimmung mit etablierten analytischen Lösungen und experimentellen Daten. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass das Modell sowohl einfache Konsolidierungsprozesse als auch komplexe, großflächige Bodenverformungen genau abbilden kann. Damit liefert die Veröffentlichung einen praktischen Leitfaden für die Simulation anspruchsvoller Boden-Bauwerk-Interaktionen, bei denen der Porenwasserdruck in gesättigten Systemen eine entscheidende Rolle spielt.

Der Artikel ist frei unter diesem Link verfügbar.