GGU-CONSOLIDATE: Mehrschichtensystem

Wenn Sie ein Mehrschichtensystem untersuchen, das unterschiedliche Durchlässigkeiten oder - im Sinne der Theorie strenger - unterschiedliche Konsolidierungsbeiwerte C_V enthält, muss sich das Programm hinsichtlich der Festlegung der zeitlichen Schrittweite immer an der größten Durchlässigkeit orientieren. Da in Schichten mit hohen Durchlässigkeiten in kurzer Zeit schnelle Veränderungen der Porenwasserdrücke auftreten, muss ein sehr kleiner Zeitschritt gewählt werden, um hinreichend genaue Ergebnisse zu erzielen. Wenn neben Böden mit hohen Durchlässigkeiten auch Böden mit geringen Durchlässigkeiten vorhanden sind, erfordern diese lange Konsolidierungszeiten. Das kann in Extremsituationen zu Berechnungszeiten führen, die sich dann je nach Leistungsfähigkeit des eingesetzten Rechners leicht über mehrere Tage (!) erstrecken.

Böden mit hohen Durchlässigkeiten erfordern geringe Zeitschritte.
Böden mit geringen Durchlässigkeiten benötigen lange Konsolidierungszeiten.

Extreme Rechenzeiten treten z.B. auf, wenn Sie zwischen zwei gering durchlässigen, bindigen Schichten (z.B. k = 10^-9 m/s) eine gut durchlässige Sandschicht (z.B. k = 10^-4 m/s) anordnen. Im Allgemeinen kann die Sandschicht in solchen Systemen vernachlässigt werden, es sei denn, sie kann nach außen hin entwässern. In diesem Fall ist es dann einfacher, die Sandschicht nicht als Boden zu modellieren, sondern im Bereich der Sandschicht Randbedingungen mit z.B. Porenwasserdruck u = 0 zu definieren.

Vor jedem Rechenlauf macht das Programm eine Prognose hinsichtlich der zu erwartenden Rechenzeit, so dass das Problem langer Rechenzeiten für Sie sichtbar wird. Versuchen Sie dann zunächst über eine sinnvolle Erhöhung der Schrittweite (Tiefe) eine Reduktion der Rechenzeit zu erzeugen. Denken Sie jedoch dabei auch daran, dass die Qualität der Lösung damit sinkt. Überprüfen Sie weiterhin das System hinsichtlich möglicher Vereinfachungen. Eine durchlässige Schicht am oberen bzw. unteren Systemrand kann im Allgemeinen vernachlässigt werden. Eine gut durchlässige Sandschicht zwischen zwei gering durchlässigen Schichten hat ebenfalls nur dann einen nennenswerten Einfluss, wenn Sie nach außen entwässern kann (siehe oben).