Modellverhalten
Das modifizierte Mohr-Coulomb Modell zeichnet sich durch ein linear-elastisches ideal-plastisches Verhalten aus. Eine entsprechende Spannungs-Dehnungs-Beziehung ist im nachfolgenden Bild veranschaulicht.
A. Reversible, Elastische Spannungszustände
Das Modell zeigt elastisches Verhalten innerhalb eines Bereiches zulässiger Spannungen, der durch eine Grenzbedingung eingeschlossen ist. Innerhalb dieses Bereiches, der Fließfläche, besteht eine isotrope linear-elastische Spannungs-Dehnungs-Beziehung nach dem HOOKE'schen Gesetz.
B. Steifigkeit
Der proportionale Zusammenhang des linear-elastischen Verhaltens wird durch den konstanten Elastizitätsmodul beschrieben.
C. Irreversible, Plastische Spannungszustände
Erfüllt die Spannung die Grenzbedingung und befindet sich auf der Fließfläche, so geht das Verhalten in ein plastisches über, welches durch die Fließregel definiert ist. Das Fließkriterium nach Mohr-Coulomb wird mit der nachfolgenden linearen Beziehung beschrieben.
Die daraus resultierende Fließfläche ist in der folgenden Grafik im 3D-Hauptspannungsraum veranschaulicht .
Spannungsversagenshypothese
Das Mohr-Coulomb‘sche Bruchkriterium geht davon aus, dass das Material versagt, wenn der innere Scherwiderstand geringer ist als die Schubspannungen, welche aus äußeren Belastungen resultieren.
Eingabeparameter
Es werden die folgenden fünf Eingabeparameter zur Definition des Materials mit dem modifizierten Mohr-Coulomb Modell benötigt.
- Elastizitätsmodul E
- Querdehnzahl (Poissonzahl) ν
- Kohäsion c
- Reibungswinkel φ
- Dilatanzwinkel ψ
Eignung
Das Mohr-Coulomb Model kann als grobe Annäherung an das tatsächliche Bodenverhalten angesehen werden, da linear-elastisches Verhalten unterstellt wird und der Elastizitätsmodul als konstant angenommen wird.
Dies ermöglicht einen vergleichsweise geringen Aufwand für die Definition der Materialkennwerte. Das Modell ist für die Verformungsberechnung bedingt geeignet. Es wird empfohlen, die in einem Boden zunehmende Steifigkeit mit der Tiefe durch die Modellierung mehrerer Teilschichten, mit der jeweils konstanten, jedoch teilschichtweise mit der Tiefe erhöhten, Steifigkeit anzunähern.
Mit dem Bruchkriterium nach Mohr-Coulomb ist das Materialmodell für Standsicherheitsberechnungen prinzipiell geeignet.