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Tiefe der Verformungszone

Die betrachtete Tiefe der Verformungszone ist die Größe, die die Steifigkeit des darunter liegenden Modells unterhalb dem Pfahlfuß bedeutend beeinflusst. Es ist einer der Eingabewerte zur Bestimmung der Steifigkeit des Winkler-Pasternak-Untergrundmodells C₁ und C₂. Je tiefer die Verformungszone ist, desto geringer ist die Steifigkeit des Untergrundes. Wenn die Tiefe der Verformungszone nahe bei Null liegt, wächst die Festigkeit des Untergrundes über alle Grenzen hinaus.

Die Tiefe der Verformungszone hängt sowohl von den Bodeneigenschaften als auch von der Belastungsgröße, d. h. von der Spannung unter dem Pfahlfuß ab. Das Programm berücksichtigt, dass die Tiefe der Verformungszone durch die Stelle gegeben ist, an der die Spannung unter dem Pfahl gerade dem Wert der ursprünglichen geostatischen Spannung entspricht. Diese Idee wird in der Abbildung dargestellt:

Bestimmung der Tiefe unterhalb dem Pfahlfuß

Zur numerischen Bestimmung der Tiefe der Verformungszone H wird dann die Funktion F(β) verwendet, deren Verlauf in der Abbildung dargestellt ist. Diese Funktion wurde aus den obigen Voraussetzungen abgeleitet und ihr Verlauf wird durch Tabellierung in das Programm eingegeben. Die Funktion wird wie folgt verwendet. Die Funktionswerte der Funktion F(β) werden für den aktuellen Wert der Spannung unter dem Fuß f_z und den Wert der ursprünglichen geostatischen Spannung unter dem Fuß γ_h berechnet. Für diesen Wert F(β) wird aus dem Verlauf der Funktion ein Wert β festgestellt, aus dem für den konkreten Wert von Poissonzahl ν und Pfahldurchmesser r die entsprechende Tiefe der Verformungszone H berechnet wird.

Verlauf der Funktion F(β)

Die Tiefe der Verformungszone kann durch den Grundwasserspiegel beeinflusst werden. Die Idee seiner Bestimmung wird in der Abbildung dargestellt:

Bestimmung der Tiefe der Verformungszone unterhalb dem Pfahlfuß mit Einfluss von Wasser

Zur numerischen Bestimmung der Tiefe der Verformungszone H wird dann die Funktion G(β) verwendet, deren Verlauf in der Abbildung dargestellt ist. Seine Verwendung und Einbeziehung in die Berechnung ist ähnlich wie bei der Funktion F(β), die wird in der Fall ohne Wasser verwendet wird. Nur bei der Bestimmung des Funktionswertes G(β) wird noch dazu hydrostatischer Druck γ_w*h_w vorausgesetzt.

Verlauf der Funktion G(β)