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Bonded porous revetments - Effect of porosity on wave-induced loads and hydraulic performance - An experimental study

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[Quelle: http://d-nb.info]

Poröse Deckwerke aus gebrochenem Kies, der mittels Polyurethankleber oder anderen Bindemitteln verklebt wird, finden immer häufiger Anwendung im Küstenschutz, da sie einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Deckwerken haben. Der erhebliche Einfluss der Porosität auf die Wellenbelastung und die Reaktion des Deckwerks wurde bereits in Liebisch et al. (2012) veranschaulicht. Obwohl die Porosität eines Deckwerks im Laufe der Zeit durch z.B. das Einwachsen mariner Organismen erheblich reduziert werden kann, ist diese bisher nicht explizit und ausreichend in der derzeitigen Bemessungspraxis berücksichtigt. Daher besteht das Hauptziel dieser Arbeit darin, den Wissensstand bezüglich der Auswirkungen der Porosität auf die hydrodynamischen Prozesse auf und unterhalb offenporiger, gebundener Deckwerke bei unterschiedlichen Böschungsneigungen zu verbessern. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden umfangreiche kleinmaßstäbliche Modellversuche durchgeführt und die Prozesse bei Wechselwirkung von unregelmäßigem Seegang mit dem porösen Deckwerk und seinem Unterbau systematisch analysiert: (a) Prozesse vor und auf dem Deckwerk (Reflexion, Brandungsstau, Wellenauf- und -ablauf); (b) welleninduzierte Druckbelastung auf dem Deckwerk; (c) Prozesse unterhalb des Deckwerks einschließlich der Dämpfung der welleninduzierten Drücke durch das Deckwerk, des Porenwasserdruckabbaus im Sandkern, des internen, mittleren Wasserspiegels (IMWL) und der Stabilität des Sandkerns. Insgesamt haben die Ergebnisse zum ersten Mal die relative Bedeutung von Deckwerksporosität und -neigung gezeigt und zu einem verbesserten Verständnis ihres Einflusses auf alle vorher genannten Prozesse geführt. Im Einzelnen wurde erstmalig gezeigt, dass eine erhöhte Porosität zu einem größeren Einfluss der einlaufenden Wellenhöhe auf den Reflexionskoeffizienten führt. Mit ansteigender Wellenhöhe verhält sich das hochporöse Deckwerk zunehmend wie eine undurchlässige Struktur. Eine höhere Porosität führt außerdem zu reduzierten Wellenauf- und -ablaufhöhen, mit größerem Einfluss auf den Wellenauflauf. Die räumliche Verteilung des mittleren Wasserspiegels im Sand, die einen entscheidenden Einfluss auf die Bauwerksstabilität hat, wurde erstmalig systematisch für unregelmäßigen Seegang untersucht. Dabei hat sich gezeigt, dass der interne Brandungsstau nahe der Uferlinie bei flacherer Böschungsneigung (1:6) weniger von Auf- und Ablaufprozessen auf dem Deckwerk beeinflusst wird als bei steilerer Böschung (1:3).

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Gezeiten und Wellen
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2018, XXVII, 452 S., 211 Farbabb. 240 mm, Softcover
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Das Fachbuch vermittelt alle Grundlagen der Hydromechanik am Beispiel der Küstengewässer. Der Autor wendet sich dabei an alle Ingenieure, die sich mit Küstenströmungen im Ökosystem Wattenmeer, Klimafolgen, dem Meeresspiegelanstieg, dem Küstenschutz und Offshoreanlagen beschäftigen.

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