API src

Found 23 results.

Geotechnik der Abfallstoffe, Teilprojekt: Berechnung der Standsicherheit und des Verformungsverhaltens von Deponien mittels konventioneller Verfahren und FE-Berechnungen

Beim Entwurf von Siedlungsabfalldeponien muessen die Standsicherheit der Deponie, die Verschiebungen in Muellkoerper und Untergrund sowie die auf die Abdichtung wirkenden Belastungen untersucht werden. Dazu bieten sich numerische Berechnungen nach der Finite-Elemente-Methode an, die es ermoeglichen, den Einfluss der Muelleigenschaften, der Deponiegeometrie sowie des Aufbaus Dichtungselemente, der Eigenschaften der einzelnen Komponenten der Abdichtung sowie des Untergrundes zu beruecksichtigen. Siedlungsabfaelle unterscheiden sich in ihrem Spannungs-Verformungsverhalten stark von Lockergesteinen. In diesem Forschungsprojekt werden deshalb verschiedene bodenmechanische Stoffgesetze auf ihre Eignung zur Beschreibung des Spannungdehnungsverhaltens von Siedlungsabfaellen untersucht und neue Ansaetze zu einer verbesserten Beschreibung der inneren Lastabtragung entwickelt. Auf der Basis dieser Stoffgesetze werden in Finite-Elemente- Berechnungen die in Deponiekoerper und Abdichtung entstehenden Spannungen und Verformungen untersucht.

Standsicherheits- und Bodeneigenschaften von Rekultivierungssubstraten, Teil 1

Das Forschungsvorhaben 'Standsicherheits-und Bodeneigenschaften von Rekultivierungssubstraten' (L7515003 und L7515009) beschäftigt sich mit der Herstellung von Deponie-Rekultivierungsschichten als Komponenten des Oberflächenabdichtungssystems unterschiedlicher Deponieklassen. In vorangegangenen Forschungsvorhaben auf der Hausmülldeponie Leonberg wurden mit zwei Großlysimeterfeldern günstigere Eigenschaften einer beispielhaft unverdichtet eingebauten Rekultivierungsschicht aus Lösslehm im Vergleich zu einer konventionell mehrlagig verdichteten Schicht belegt und die Standsicherheit des verwendeten Bodenmaterials exemplarisch für die gegebene Böschungsneigung nachgewiesen. In Baden-Württemberg werden aber aufgrund der komplexen Geologie sehr unterschiedliche Bodenmaterialien für die Herstellung von Rekultivierungsschichten verwendet. Für fast alle dieser Materialien steht der entsprechende Nachweis noch aus. Standsicherheitsfragen sind bei der Deponierekultivierung stets relevant, für den unverdichteten Einbau notwendige Untersuchungen sind aber in der Baupraxis nicht kurzfristig durchführbar. Daher wird das Bodenmaterial aufgrund mangelnder Daten sicherheitshalber meist verdichtet oder zumindest teilweise verdichtet eingebaut. So wird die weitere Übertragung der Ergebnisse der Leonberger Versuche in die Baupraxis durch das Fehlen geeigneter Grundlagen zum Standsicherheitsverhalten unverdichteter Bodenmaterialien erschwert. Anforderungen an Rekultivierungs-oder Wasserhaushaltsschichten nach heutigem Stand der Technik sind aber praktisch nur noch mit unverdichtetem oder gering verdichtetem Einbau zu erfüllen. Ziel des Vorhabens ist es daher, für Deponierekultivierungen in Frage kommende Bodenmaterialien Baden-Württembergs zu ermitteln und an repräsentativen Bodenproben die Parameter für die Standsicherheit der Rekultivierungsschicht (Schereigenschaften) in unverdichtetem Zustand zu erheben. Weiterhin werden die Parameter, welche die Wasser-und Nährstoffversorgung der zukünftiger Vegetation beeinflussen (Bodenart, nutzbare Feldkapazität, pH-Wert und Nährstoffgehalte) ermittelt. Die Ergebnisse werden zu einem Kompendium der rekultivierungsrelevanten Eigenschaften baden-württembergischer Böden verarbeitet und in einer praxisorientierten Handlungshilfe zum Bau unverdichteter Rekultivierungsschichten veröffentlicht.

Teil 1^Standsicherheits- und Bodeneigenschaften von Rekultivierungssubstraten, Teil 2

Das Forschungsvorhaben 'Standsicherheits-und Bodeneigenschaften von Rekultivierungssubstraten' (L7515003 und L7515009) beschäftigt sich mit der Herstellung von Deponie-Rekultivierungsschichten als Komponenten des Oberflächenabdichtungssystems unterschiedlicher Deponieklassen. In vorangegangenen Forschungsvorhaben auf der Hausmülldeponie Leonberg wurden mit zwei Großlysimeterfeldern günstigere Eigenschaften einer beispielhaft unverdichtet eingebauten Rekultivierungsschicht aus Lösslehm im Vergleich zu einer konventionell mehrlagig verdichteten Schicht belegt und die Standsicherheit des verwendeten Bodenmaterials exemplarisch für die gegebene Böschungsneigung nachgewiesen. In Baden-Württemberg werden aber aufgrund der komplexen Geologie sehr unterschiedliche Bodenmaterialien für die Herstellung von Rekultivierungsschichten verwendet. Für fast alle dieser Materialien steht der entsprechende Nachweis noch aus. Standsicherheitsfragen sind bei der Deponierekultivierung stets relevant, für den unverdichteten Einbau notwendige Untersuchungen sind aber in der Baupraxis nicht kurzfristig durchführbar. Daher wird das Bodenmaterial aufgrund mangelnder Daten sicherheitshalber meist verdichtet oder zumindest teilweise verdichtet eingebaut. So wird die weitere Übertragung der Ergebnisse der Leonberger Versuche in die Baupraxis durch das Fehlen geeigneter Grundlagen zum Standsicherheitsverhalten unverdichteter Bodenmaterialien erschwert. Anforderungen an Rekultivierungs-oder Wasserhaushaltsschichten nach heutigem Stand der Technik sind aber praktisch nur noch mit unverdichtetem oder gering verdichtetem Einbau zu erfüllen. Ziel des Vorhabens ist es daher, für Deponierekultivierungen in Frage kommende Bodenmaterialien Baden-Württembergs zu ermitteln und an repräsentativen Bodenproben die Parameter für die Standsicherheit der Rekultivierungsschicht (Schereigenschaften) in unverdichtetem Zustand zu erheben. Weiterhin werden die Parameter, welche die Wasser-und Nährstoffversorgung der zukünftiger Vegetation beeinflussen (Bodenart, nutzbare Feldkapazität, pH-Wert und Nährstoffgehalte) ermittelt. Die Ergebnisse werden zu einem Kompendium der rekultivierungsrelevanten Eigenschaften baden-württembergischer Böden verarbeitet und in einer praxisorientierten Handlungshilfe zum Bau unverdichteter Rekultivierungsschichten veröffentlicht.

Netzintegration von Offshore Großwindanlagen - Grundlast von der Nordsee

Machbarkeitsstudie zu einem integrierten Einsatz von Windkraft, Kavernenbau, Gaslagerstätten, Schwachgasverstromung und Gaskraftwerk, um eine Energieerzeugung Offshore zu ermöglichen, sodass das Onshore Verbundnetz mit Grundlast von der Nordsee versorgt wird. Die Durchführbarkeit des Konzeptes mit integrativem Einsatz unterschiedlicher Ressourcen soll zunächst im Rahmen einer einjährigen Studie von Partnern der Arbeitsgemeinschaft geprüft werden. Hierzu gehören die Arbeitspunkte: Anwendung von Druckluftspeicher-Gasturbinen-Kraftwerken als Puffer für fluktuierende Windenergie-Produktion, Entwicklung von Schwachgasvorkommen, Verstromung stickstoffreicher Erdgase (Schwachgas), Verminderung des erforderlichen Brennstoffeinsatzes zur Bereitstellung einer vorgegebenen elektrischen Leistung, kompatible Einbindung der Summenleistung durch ein Management-System und Einschätzung ob diese optimierte Art der Stromerzeugung als volkswirtschaftlich rentabel einzuschätzen ist. Da die Rahmenbedingungen für einen solchen Ausbau umwelt- und volkswirtschaftlich verträglich sind, könnte die Windenergie im Falle positiver Ergebnisse längerfristig ohne Subventionen wettbewerbsfähig sein. Ziel Teilprojekt Teilprojekt: Nachweis der Standsicherheit bei thermomechanisch gekoppelter Wechselbeanspruchung: Entsprechend der fluktuierenden Windenergie werden Druckluftspeicher in Zyklen von Tagen bis Wochen umgeschlagen. Erfahrungen über die Auswirkungen einer zyklischen Kavernenfahrweise auf das Tragverhalten stehen nicht zur Verfügung. Durch geeignete Laborversuche und Simulationsberechnungen auf der Basis der aktuellen Continuum-Damage-Methode soll untersucht werden, welche Druckwechselbeanspruchungen vom Gebirge aufgenommen werden können, bzw. welche Druckspiele und Lastwechselfrequenzen zulässig sind. Von besonderer Relevanz hierbei ist insbesondere die thermomechanisch gekoppelte Beanspruchung der Speicherkavernen bei Innendruckabsenkung. Durch die Ausspeicherung komprimierter Druckluft resultiert eine Reduktion des Stützdruckes und in der Konsequenz eine mechanische Beanspruchung des Gebirges. Überlagert wird diese mechanische induzierte Gebirgsbeanspruchung durch Thermospannungen in Folge Abkühlung der Druckluft bei Dekompression. Die Addition der mechanisch und thermisch induzierten Beanspruchungen kann abhängig von der Druckdifferenz, der Speicherrate, der Gebirgstemperatur, der Teufenlage der Kavernen, dem Kriech- und Festigkeitsverhalten des anstehenden Steinsalzgebirges und der Frequenz der Wechselbeanspruchung in einer Überbeanspruchung des konturnahen Gebirges mit der Konsequenz von Konturbrüchen / Abschalungen resultieren.

Grundwasser- und Wärmetransportmodelle

Zur Beantwortung von Grundwasserfragestellungen im Rahmen der Projektbearbeitung und der normativen Tätigkeiten werden im Referat G3 unterschiedliche Programmsysteme zur numerischen Grundwasserströmungsmodellierung und teilweise auch zur Wärmetransportmodellierung eingesetzt. Die Modellierungen dienen dabei - zur Ermittlung der Auswirkungen von Baumaßnahmen auf die Grundwasserverhältnisse sowie zur Erarbeitung geeigneter Maßnahmen zur Minimierung schädlicher Auswirkungen, - zur Ermittlung der grundwasserhydraulischen Belastung von Bauwerken und Bauhilfseinrichtungen sowie zur Planung geeigneter Maßnahmen zur Durchführung von Baumaßnahmen im grundwasserdurchströmten Untergrund (Abdichtungen und Grundwasserabsenkungen), - zur Ermittlung der Dammdurchströmung als Grundlage für Standsicherheitsberechnungen, insbesondere bei Leckagen in Kanaldichtungen sowie im Bereich von Bauwerken in Dämmen und - zur Beurteilung der Auswirkungen von Dichtungsleckagen mittels Simulation der Grundwasserströmung und Wärmeausbreitung im Untergrund. Das Forschungsvorhaben dient zur Erprobung von Programmsystemen und Berechnungsansätzen für die unterschiedlichen Grundwassermodellierungsaufgaben und zur Festlegung geeigneter Vorgehensweisen. Ziel ist dabei, mit möglichst geringem Modellierungsaufwand eine für die jeweilige Aufgabenstellung ausreichende Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse zu gewährleisten. Zur Festlegung geeigneter Vorgehensweisen bei der Grundwassermodellierung werden Berechnungen unter Verwendung verschiedener Programmsysteme und unterschiedlicher Modellansätze (vertikal-eben/dreidimensional, gesättigt/ungesättigt, stationär/instationär) durchgeführt und die Ergebnisse bewertet. Insbesondere wurden Untersuchungen zur Festlegungung einer geeigneten Vorgehensweise bei der Untersuchung der Standsicherheit von Dämmen mit innenliegenden Bauwerken durchgeführt. Die Aufgabe bestand dabei in der Festlegung geeigneter Modellierungsansätze, die eine ausreichende Berücksichtigung von möglichen erhöhten hydraulischen Wegsamkeiten an den Grenzflächen zwischen den Bauwerksteilen und dem Dammmaterial ermöglichen. Die Ergebnisse der Untersuchungen dienten als Grundlage für das Kapitel 7 (Bauwerke in Dämmen) des MSD (2005).

Entwicklung geotechnischer Methoden und eines gewonnenen Modells zur Beurteilung der Standsicherheiten von Kreidesandsteinen bei fortschreitender Verwitterung zur Gewährleistung der öffentlichen Sicherheit

Am Beispiel des Felsmassivs 'Großer Wehlturm' in der Sächsischen Schweiz soll eine Methodik entwickelt und getestet werden, die mittels einer geologisch-markscheiderischen Aufnahme, felsmechanische Laboruntersuchungen und eines numerischen Berechnungsmodells die Standsicherheitsanalyse einer Sandsteinformation erlaubt. Dazu wird moderne 3D-Laserscantechnik sowie 3D-Numerik eingesetzt. Ziel ist es ebenfalls, den Verwitterungsprozess als standsicherheitsreduzierenden Prozess im numerischen Berechnungsmodell abzubilden. Die entwickelte Methodik soll auf andere Sandsteinformationen innerhalb und außerhalb der Sächsischen Schweiz übertragbar sein.

Gruendungsschwaechen durch sackenden Baugrund

Durch in diesem Teilprojekt entwickelte Verfahren werden Grundlagen fuer die Bewertung der Standsicherheit, die Wartung und Sanierung von nicht verbauten, unterirdischen Hohlraeumen in teilgesaettigten, feinkoernig-bindigen Boeden bereitgestellt. Es wurden verschiedene Methoden zur Messung der Kapillarspannungen im Boden eingesetzt und durch Langzeitmessungen der Zusammenhang zum Hohlraumklima nachgewiesen. Die Verbesserung vorhandener Stoffmodelle ermoeglicht die Bewertung der Standsicherheit der Hohlraeume und die Festlegung von Kontrollparametern fuer Feldueberwachungen. Fuer die experimentelle Ermittlung der Eigenschaften teilgesaettigter Boeden wurde ein spezielles Triaxialgeraet entwickelt, das die Regelung des Porenluftdrucks ermoeglicht.

Sanierung und Sicherung setzungsfliessgefaehrdeter Kippen und Kippenboeschungen, Standsicherheitsbewertung von Kippen und Kippenboeschungen - Prognose von Setzungsfliessen

Auf der Grundlage bisheriger Forschungsergebnisse ist es moeglich, Kippenflaechen anhand ihrer Kornzusammensetzung, der Kornabrundung, der Lagerungsdichte und ihres Saettigungsgrades hinsichtlich ihrer Verfluessigungsgefaehrdung einzuschaetzen. Wenn alle diese Kriterien auf eine Verfluessigungsgefaehrdung hinweisen, kann der Grad der Gefaehrdung gegenueber Verfluessigung anhand von Verfluessigungstests im statischen bzw. dynamischen Triaxialgeraet untersucht werden. Verfahren zur quantitativen Bewertung der Verfluessigungsgefahr und des Ausmasses von Setzungsfliessrutschungen wurden weiterentwickelt. So wurden die Formel zur Berechnung des kritischen Wasserstandsverhaeltnisses in der Kippe sowie die Formel zur Abschaetzung der Rueckgriffweite einer moeglichen Setzungsfliessrutschung ueberarbeitet. Ziel der Forschung war eine genaue Einschaetzung der Setzungsfliessgefahr unter Beruecksichtigung statischer und dynamischer Belastungen. Es wurden systematische Untersuchungen zum Festigkeitsverhalten von Kippensanden durchgefuehrt. Auf der Grundlage der Forschungsarbeiten wird eine sinnvolle Herangehensweise zur Bestimmung der Festigkeitswerte im Labor vorgeschlagen. Von besonderem Interesse ist die Standsicherheit von Boeschungen bei dynamischer Belastung, insbesondere bei Spreng- und Ruetteldruckverdichtungsmassnahmen. Es wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem die Gefahr des Eintretens einer Setzungsfliessrutschung bei Sprengverdichtung und Ruetteldruckverdichtung abgeschaetzt werden kann. Im Ergebnis entstand ein anwenderorientierter Leitfaden zur Beurteilung der Setzungsfliessgefahr und zum Schutz von Kippen und Kippenboeschungen gegen Setzungsfliessen, in dem auch die Erkenntnisse der anderen Teilprojekte zusammengefasst wurden.

Scherverhalten von Siebrestabfall

Scherfestigkeitsmessung an Siebrestmuell zur Bestimmung der Standsicherheit von Deponieboeschungen.

Validierung eines Nachweisverfahrens für hochzyklisch beanspruchte Flachgründungen von Offshore-Windenergieanlagen anhand von Messdaten eines Großversuches^Validierung eines Nachweisverfahrens für hochzyklisch beanspruchte Flachgründungen von Offshore-Windenergieanlagen anhand von Messdaten eines Großversuches, Validierung eines Nachweisverfahrens für hochzyklisch beanspruchte Flachgründungen von Offshore-Windenergieanlagen anhand von Messdaten eines Großversuches

Für Offshore-Windenergieanlagen werden, neben Pfahlgründungen, Schwerkraftgründungen als Gründungsstrukturen eingesetzt. Bisher fehlen dafür genormte Nachweise der Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit. In BMU-geförderten Vorläuferprojekten (0325175 bzw. 0327618) hat die Ed. Züblin AG in Cuxhaven ein Testfundament im Originalmaßstab offshore-typischen zyklischen Belastungen unterzogen, während das IBF Rechenmodelle entwickelt und durch Modellversuche im kleinen Maßstab gestützt hat. Im aktuellen Verbundprojekt werden die Messdaten aus dem Großversuch ausgewertet, mit den Rechenmodellen verglichen und letztere validiert und weiterentwickelt. Die verifizierten Nachweiskonzepte sollen dazu beitragen, neue Kenntnisse zu erlangen und Hürden bei der Genehmigung solcher Fundamente abzubauen

1 2 3