Laborversuche als Randwertprobleme mit der Hypoplastizität

Materialmodelle sind physikalische Theorien, die Spannungen mit Verzerrungen verknüpfen. Es gibt unzählige Materialmodelle (für Böden). Materialmodelle sollen nachvollziehbar sein, die Stoffparameter mittels Laborversuchen einfach zu bestimmen und bekannte Effekte, die bei der Belastung von Böden auftreten, sollen möglichst realitätsnah abgebildet werden. Es ist üblich, die Modelle anhand von Standard Laborversuchen zu kalibrieren. Die Laborversuche werden dabei als sogenannte Elementversuche betrachtet, d.h. man geht davon aus, dass sich die Bodenprobe im Versuch homogen verhält. Aktuelle experimentelle Studien an Sand, die an der Universität Grenoble durchgeführt wurden, zeigen, dass sich Inhomogenitäten bereits zu Beginn des Laborversuchs entwickeln. Daher ist die Annahme als homogener Versuch in Frage zu stellen. Die Antragstellerin möchte daher herausfinden, wie Inhomogenitäten in der Sandprobe die Festigkeits- und Steifigkeitsprognosen beeinflussen. Dazu werden Laborversuche als sogenannte Randwertprobleme mit der Finite-Elemente-Methode mit der Hypoplastizität als Materialmodell simuliert. Die geplanten Simulationen in Kombination mit den Tomographiedaten aus Grenoble sollen das Verständnis von Experimenten als auch Materialmodellen stärken.