Hypoplastische Phasenfeldsimulationen von Verdichtungsbändern

Im Mittelpunkt dieses Projekts stehen die Entwicklung und Anwendung fortschrittlicher numerischer Methoden zur Untersuchung der Entstehung und Entwicklung von Verdichtungsbändern in Geomaterialien. Konkret wird die hypoplastische Konstitutionsmodellierung mit einem Phasenfeldansatz gekoppelt, um einen robusten und thermodynamisch konsistenten Rahmen für die Simulation von Dehnungslokalisierungsphänomenen zu schaffen. Verdichtungszonen, bei denen es sich um lokal begrenzte Bereiche intensiver volumetrischer Verformung handelt, spielen eine entscheidende Rolle bei der Beeinflussung des mechanischen Verhaltens und der Durchlässigkeit poröser Materialien wie Gestein und Boden. Herkömmliche numerische Methoden haben aufgrund ihrer Gitterabhängigkeit und der Schwierigkeiten bei der Verfolgung von Diskontinuitäten oft Schwierigkeiten, deren Entstehung und Ausbreitung zu erfassen. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, nutzt die vorgeschlagene Studie eine Phasenfeldformulierung, die Diskontinuitäten regularisiert und die nahtlose Simulation sich entwickelnder Lokalisierungsmuster ermöglicht.