Das Projekt "Skalierung von halinen und thermohalinen Strömungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Weiterentwicklung der Modellierwerkzeuge d3f und r3t mit dem Ziel diese Software-Programme so weiter zu entwickeln, dass sie in der Lage sind, Strömung und Transport im natürlichen Untergrund möglichst realitätsnah zu modellieren. Insbesondere sollen komplexe dreidimensionale thermohaline Strömungen im natürlichen heterogenen und geklüfteten Untergrund gerechnet werden. WP 1: Stabilitätsanalyse von halinen und thermohalinen Strömungen in heterogenen geologischen Medien. WP 2: Skalierung von halinen und thermohalinen Strömungen in heterogenen geologischen Medien. Die entwickelte Software soll der Risikoabschätzung für nukleare Endlager und der Abschätzung der Nutzbarkeit von flacher Geothermie dienen.
Das Projekt "Numerische Modellierung von Bruchvorgängen in Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Mit FEM-Programmen werden Verformungs- und Stabilitätsanalysen für geotechnische Problemstellungen durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, in Zusammenarbeit mit Plaxis B.V. und dem Institut für Geotechnik der Universität Stuttgart das von der BAW für ihre Aufgabenerledigung eingesetzte FEM-Programm 'Plaxis' so zu erweitern, dass Versagensmechanismen im Boden realistischer abgebildet werden können. Die Entwicklung der Mechanismen soll dabei unabhängig von der Diskretisierung des Problems in finite Elemente sein und das Entfestigungsverhalten von Böden nach Erreichen der maximalen Scherfestigkeit berücksichtigen. Um der wichtigen Rolle des Grundwassers bei der Beschreibung des Bodenverhaltens Rechnung zu tragen und somit eine bessere Modellierung von Bauwerken des Wasserbaus zu ermöglichen, soll dieses in einem weiteren Schritt im Berechnungsmodell berücksichtigt werden. Auf Grundlage der vorliegenden Literatur zur Modellierung von Bruchvorgängen wurde eine auf dem 'Partition of Unity'-Konzept basierende Erweiterung der Finite Elemente Methode in 'Plaxis' implementiert, was die Berücksichtigung von Diskontinuitäten prinzipiell ermöglicht. Dabei wird das vom Ort x abhängige Verschiebungsfeld u des untersuchten Körpers in einen kontinuierlichen Anteil und einen diskontinuierlichen Anteil zerlegt. Anhand von Berechnungsbeispielen (Biaxialversuch, Ausbildung des aktiven/passiven Bruchkörpers hinter einer Verbauwand) wurden dann weitergehende Fragestellungen untersucht. Dazu gehören die Untersuchung der Anfangsrichtung, des Anfangszeitpunktes und der Ausbreitung der Scherfuge. Zusätzlich ist geplant, weitere praxisrelevante Berechnungsbeispiele (Grundbruch, Böschungsstabilität) zu analysieren und experimentelle Untersuchungen des Bruchverhaltens von Böden durchzuführen.