Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Frostkörperbildung und Frosthebung beim Gefrierverfahren

Description: Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen die Grundlagen für eine sichere Projektierung des Gefrierverfahrens im Grenzbereich bei fliessendem Grundwasser erarbeitet werden und somit durch eine fundiertere Dimensionierung sowie frühzeitige Problemerkennung Kosten bei künftigen Projekten gespart werden. Hierzu wird ein numerisches 3D-Modell entwickelt, welches sowohl thermische und hydraulische, als auch mechanische Vorgänge gekoppelt abbilden kann (THM-Modell). Mit diesem THM-Modell können die Temperaturverteilung im Frostkörper, die Gefrierzeit, der Energieverbrauch und die Hebung der Oberfläche simuliert werden. Zur Überprüfung des Modells wird eine neue Versuchseinrichtung entwickelt, mit welcher sämtliche relevante Parameter experimentell nachgestellt werden. Mit Hilfe des THM-Modells werden relevante Einflussparameter untersucht und anhand der Ergebnisse Entscheidungshilfen für die Planung von Vereisungsmassnahmen ausgearbeitet. Entwicklung eines numerischen 3D Modells zur quantitativen Prognose der zeitabhängigen Verteilung der Temperatur, der Porenwasserdrücke und der Verformungen des Baugrundes bei der Anwendung des Gefrierverfahrens. Bereitstellen von Entscheidungshilfen für die Planung von Vereisungsmasnahmen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Temperaturverteilung ? THM-Prozess ? Temperaturentwicklung ? Eis ? Frost ? Energieverbrauch ? Kostensenkung ? Tiefkühlung ? Grundwasser ? Forschungsprojekt ? Bauland ? Erdoberfläche ? Kenngröße ? Planung ? Bemessung ? Entscheidungshilfe ? FEM-Modellierung ? Labormodelle ? Tiefbau, Tunnel ? Wand ?

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesamt für Straßen, Forschung Straßen-Brücken-Tunnel (Geldgeber*in)
• Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich, Institut für Geotechnik (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2006-05-31 - 2011-07-22

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Theoretical and experimental investigations of the ice-wall grow and frost heave in artificial ground freezing
  Description: The research project presented here should deliver the fundamentals for a secure project plannig of artifical groundfreezing in the treshold case, when groundwater flows. With accurate planning, problems could be recognized early and money could be saved. For this purpose, a 3D numerical model should be developed, which can simulate thermical, hydraulical and mechanical coupled processes. With this THM-model the distribution of temperature within the ice-wall, the freezing time, the energy consumption and the heave of the surface can be simulated. A new laboratory test will be developed in order to perform tests under consideration of the relevant parameters. The THM-model will be verificated with these laboratory test results. After that, the influence of all relevant design parameters will be investigated in order to elaborate decision guidances for the design of ground freezing measures. Development of a 3D numerical model for the quantive prediction of the time-dependent distribution of temperature, pore water pressure and underground deformations due to artificial ground freezing. Elaboration of decision guidances for the design of ground freezing measures. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1079741

Status

Aktiv

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