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Das Zeit-Dehnungs-Verhalten als Grundlage zur Bestimmung der Vorbelastung gemischtkörniger Sande im Berliner Raum

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[Quelle: http://d-nb.info]

Trotz moderner experimenteller, analytischer und numerischer Methoden ist bis zum heutigen Tage die Qualität von Bauwerkssetzungsprognosen unbefriedigend. Dies liegt zum einen an dem komplexen Spannungs-Verformungs-Verhalten des Bodens selbst, wie auch zum Teil an dem geringen stichprobenartigen Baugrunduntersuchungsumfang im Bereich der zu betrachtenden Lasteinleitungszonen unter Gründungen. Im Ergebnis des Wissens um die Defizite versucht sich der geotechnische Ingenieur auf die "sichere Seite" einer Prognose "zu hangeln" und neigt dazu, die zu erwartenden Setzungen mal weniger und mal mehr zu überschätzen. Nach der Bauwerkserrichtung stellt sich oftmals eine wahre Freude ein, wenn die sich einstellenden Setzungen minimaler ausfallen als sie prognostiziert waren. Eine wesentliche Erkenntnis seit der Begründung der theoretischen Bodenmechanik ist die Tatsache, dass sich Böden unter Erstbelastung stärker verformen als unter Wiederbelastung. Dies ist auf die wesentliche Änderung der Bodenstruktur bei erstmaliger Zusammendrückung zurückzuführen. Die damit verbundenen bleibenden Verformungen werden in der Geotechnik umgangssprachlich auch als "Gedächtnis" des Bodens beschrieben. Anders als bei rein bindigen Böden, gab es bei gemischtkörnigen Sanden keine Möglichkeit dieses "Gedächtnis" experimentell sichtbar zu machen. So "erinnert" sich ein gemischtkörniger Sand zwar im Laborversuch an seine Konsolidierungsspannung nicht jedoch an seine einstige geologische Vorbelastung. Diese Lücke konnte nun geschlossen werden. Aufgrund umfangreicher experimenteller Untersuchungen im Kompresssionsversuch wurde eine Möglichkeit gefunden, das “Gedächtnis“ des Bodens abzubilden und damit Rückschlüsse auf seine geologische Vorbelastung zu ziehen.

Folgendes könnte Sie auch interessieren:

Bücher, Broschüren

Hartwig von Hartmann, Thies Beilecke, Hermann Buness
Seismische Exploration für tiefe Geothermie
2015, 271 S., m. 171 Abb., 7 Tab. 290 mm, Hardcover
Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung

 

 

Das Handbuch liefert die Grundlagen für die seismische Exploration für die tiefe Geothermie. Den Nutzen und die Methodik, speziell der 3D-Seismik, für die Erkundung geothermaler Reservoire waren Untersuchungsgegenstand verschiedener Projekte, die an dem Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik durchgeführt wurden. In dem Projekt "Der Einsatz von 3D-Seismik zur Reduzierung des Fündigkeitsrisikos bei Geothermieprojekten" wurden anhand von drei Untersuchungsgebieten die Möglichkeiten der 3D-Seismik für die geothermische Exploration untersucht und neue Verfahren bei der Datenbearbeitung und der Interpretation angewendet. Die Autoren, Mitarbeiter des Projektes, haben ihre Erfahrungen für das Buch zusammengetragen. Neben den Grundlagen werden Anwendungen für die Geothermie so dargestellt, dass auch Nichtgeophysiker einen Zugang zu der Materie erhalten. Seismische Messungen stellen einen wesentlichen und kostenintensiven Abschnitt in einem Geothermieprojekt dar. Diese Messungen berühren nicht nur den geowissenschaftlichen Aspekt des Projektes, sondern auch die Öffentlichkeitsarbeit, die interdisziplinäre Planung und die finanzielle Absicherung. Ein Handbuch kann hier Klärungsmöglichkeiten bei Fragen über die Methode zur Verfügung stellen. Diesen Zweck möchte die Publikation erfüllen.

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Linda M. Abriola
Multiphase Migration of Organic Compounds in a Porous Medium
Lecture Notes in engineering, Band 8
A Mathematical Model
1984, x, 234 S., 3 SW-Abb. 244 mm, Softcover
Springer, Berlin

 

 

Waehrend in der Diskussion um die Vergiftung der Boeden mit organischen Chemikalien bisher vorwiegend die wasserloeslichen Bestandteile beachtet wurden, wird in der vorliegenden Arbeit erstmals ein mehrphasiger Ansatz vorgestellt. Untersucht wird die Wanderung eines Schadstoffes in Loesung, als Gas und in nichtwaessriger Form. Zur Beschreibung der physikalischen Zusammenhaenge wird ein Gleichungssystem entwickelt, das mit Hilfe von ein- und zweidimensionalen numerischen Simulationsmodellen naeherungsweise geloest werden kann. Die Anwendbarkeit des Gleichungssystems auf poroese Medien wird anhand der Verschmutzung von gesaettigten und ungesaettigten Boeden mit einer Petroleummischung und mit chlorierten Kohlenwasserstoffen demonstriert. (pa); In recent years, grat attention has been focused onthe widespread and persistent problem of subsurface contamination by organic chemicals. Past research efforts in this area were concerned primarily with the migration of the water-soluble fraction of a pollutant. A number of case histories, however, attest to the importynce of the non-aqueous in phase in organic compound migration. This monograph presents a multiphase approach to the modeling of subsurface contamination. This approach enables the user to trace the migration of a pollutant as a solute, as a gas, and as a distinct non-aqueous substance. Equations describing the physical system are derived from first principles, and one- and twodimensional numnerical simulators are developed to solve this system of equations. Examples of porous media contamination by a mixture of petroleum compounds and by a chlorinated hydrocarbon are explored. Researchers in the areas of porous media flow and groundwater contamination as well as engineering consultants involved in groundwater contamination simulation should find this monograph of great interest. (-z-)

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Forschungsberichte

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Konstantin Terytze, Robert Wagner, Judith Ellfeldt, Sebastian Möller
Verfahrensvalidierung des inversen Säulenversuchs zur Bewertung und Beurteilung umweltrelevanter Auswirkungen von Kanalrohrsanierungsmitteln im Flutungsverfahren. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3338
2016, 63 S., 18 Abb. u. 14 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Für die Sanierung von nicht begehbaren Abwasserkanälen und -leitungen werden Bauprodukte als Bodeninjektionsmittel in sog. Flutungsverfahren eingesetzt. Hierbei werden zwei Komponenten nacheinander und in unterschiedlichen Verhältnissen in den Abwasserkanal gepumpt. Das entscheidende Merkmal dieser Sanierungsmethode ist, dass die Arbeiten in situ durchgeführt und eine Freilegung der Leitungen vermieden werden kann. Die Sanierung umschließt vertikale und horizontale Leitungsabschnitte, bestehend aus Guss- und Steingut- sowie Kunststoffrohren aus PVC und PVC-U. Der Anwendungsbereich des Flutungsverfahrens zur Sanierung von Abwasserkanälen erstreckt sich von öffentlichen Kanälen, Hausanschlüssen bis Grundstücksentwässerungsanlagen. Ziel der Untersuchungen war es, den inversen Säulenversuch auch als Prüfmethode für Bauprodukte, die in Flutungsverfahren eingesetzt werden, anzupassen und zu standardisieren.

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Stavros A. Savidis, Rita Müller
Der Einfluss der Gestängelänge auf die Ergebnisse von Rammsondierungen. Endbericht
Bauforschung, Band T 3142
2007, 132 S., 94 Abb., 11 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Erfahrungen in der Praxis haben gezeigt, dass bei der Auswertung von Rammsondierungen, die mit einer freien Gestängelänge durchgeführt wurden, Fehleinschätzungen bei der Ermittlung der Lagerungsdichte zu erwarten sind. Dies zeigte sich zum Beispiel bei Rammsondierungen in tiefen Baugruben in Berlin, bei denen vom Ponton aus mit einer freien Gestängelänge von bis zu 20 m sondiert wurde. Fehleinschätzungen von Rammsondierergebnissen können indirekt zu falschen Prognosen im Bezug auf die Standsicherheit führen, wenn die daraus abgeleiteten Scherparameter verfälscht werden. Im Eurocode 7 werden der Standard Penetration Test (SPT) und die Rammsondierung (OP) aufgeführt. Für den SPT, für den international viele Erfahrungswerte vorliegen, werden Korrekturfaktoren auf die gemessene Schlagzahl angewendet, die die Überkonsolidierung des Bodens, den Energieverlust der Ramme infolge Hammerreibung und die freie Gestängelänge unterhalb des Ambosses berücksichtigen. Für die DP wird im Eurocode 7 die Berücksichtigung des Energieverlustes des Hammers empfohlen, Eine Berücksichtigung der freien Gestängelänge ist nicht enthalten. In diesem Forschungsvorhaben wird dieser Einfluss der freien Gestängelänge durch experimentelle Untersuchungen in der Versuchshalle des Grundbauinstituts und numerische und analytische Berechnungen untersucht und die Ergebnisse mit Rammsondierdaten von Berliner Baustellen verglichen. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, geeignete Korrelationsbeziehungen und Korrekturfaktoren für die Gestängelänge zur Auswertung der Rammsondierung zu erarbeiten. Diese können als eine wichtige Ergänzung der vorhandenen Normung (EC 7 und DIN 4094) dienen.

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K. Bruhm
Rammsondierungen. Abschlußbericht
Bau- und Wohnforschung
1990, 102 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei der Baugrunderkundung mit der leichten Rammsondierung nach DIN 4094 tritt in bestimmten Bodenarten eine mantelreibungsbedingte Erhöhung der Sondierwiderstände auf, was zu einer Überschätzung der Baugrundeigenschaften führen kann. Ziel der Forschung ist die Entwicklung und Erprobung von Verfahren, die eine von den Mantelreibungseinflüssen unabhängige Interpretation der mit der leichten Rammsonde Sondierergebnisse ermöglichen. Folgende 4 in Frage kommenden Verfahrensweisen wurden untersucht: 1. Verwendung eines Schutzrohres, in dem das Sondiergestänge nahezu mantelreibungsfrei geführt ist; 2. Stützung und Schmierung des hinter der verdickten Sondenspitze entstehenden Ringspaltes mit Bentonitsuspension; 3. Mantelreibungsmessung durch Messung des zum Drehen des Sondiergestänges im Boden erforderlichen Drehmoments; 4. mantelreibungsunabhängige Messung des Spitzenkraftverlaufs jedes Rammschlags direkt in die Sondenspitze mit Hilfe von in der Spitze angeordneten Dehnmeßstreifen. Von den 4 untersuchten Verfahrensweisen ermöglichte nur die Schutzrohrmethode eine zuverlässige Ausschaltung der Mantelreibung. Die Verwendung der Bentonitsuspension führte nur zu einer geringen Reduzierung des Einflusses. Die Mantelreibungsmessung ergab so große Streuungen, daß eine Korrektur des Sondierwiderstandes um den Mantelreibungseinfluß nicht genau genug möglich war. Die mit DMS gemessenen Spitzenkraftverläufe ermöglichten keine ausreichenden Rückschlüsse. (-y-)

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J. Negelmann
Vereinfachung und Vereinheitlichung der Bestimmung der Konsistenzgrenzen und der undrainierten Scherfestigkeit bindiger Böden. Abschließender Sachbericht
1989, 44 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Bestimmung der Konsistenzgrenzen bindiger Böden kann entscheidend vereinfacht werden. Die Grundlage dazu bildet die Tatsache, daß die Deformationsfestigkeit bindiger Böden direkt von deren Wassergehalt und somit von der Konsistenz abhängt. Mit einem neu entwickelten Druckluft-Konsistometer kann die Konsistenz beliebiger bindiger Böden ohne die sonst übliche zeitliche Verzögerung zur Bestimmung des Wassergehaltes gemessen werden. Dieses ermöglicht eine stärkere Berücksichtigung der Konsistenz beim Einbau bindiger Erdstoffe, z.B. für den Bau mineralischer Dichtungen, als dies bisher möglich war. (-z-)

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K. Paetzmann
Schwermetallverteilungen und ihre Verursachungen in Lockergesteinen und Bodenzonen des Stadtgebietes von Goslar mit Hinblick auf die weitere Bauleitplanung der Stadt Goslar
Textgleich mit: Die Baugrundplanungskarte der Stadt Goslar unter Einbeziehung der Schwermetallgehalte in den Lockergesteinen und Bodenzonen der Bauplanungsbereiche der Stadt Goslar. Clausthaler Geowissenschaftlichen Dissertationen.
1987, 265 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die vorliegende Arbeit umfaßt eine kombinierte ingenieurgeologische/geochemische Untersuchung für den Bereich der Stadt Goslar. Ausgehend von 12 räumlich begrenzten Untersuchungsgebieten, die in Absprache mit den Bauplanungsbehörden der Stadt ausgewählt wurden, dienten die Untersuchungen der Erstellung einer Baugrundplanungskarte sowie einer Bestandsaufnahme der Schwermetallgehalte in den Lockergesteinen und Bodenzonen der Bauplanungsbereiche. Regionalgeologisch gliedert sich das Untersuchungsgebiet in 3 Teilbereiche: 1. die paläozoischen Gesteine des Harzes, 2. die mesozoischen Gesteine in der Aufrichtungszone NE` der Harzrandstörung, 3. die quartäre Lockergesteinsbedeckung. Die Verbreitung der Festgesteine wurde im Rahmen einer geologischen Kartierung im Maßstab 1:5000 augenommen. Die Lockergesteine wurden innerhalb der 12 Untersuchungsgebiete mittels 133 Sondierbohrungen beprobt. An den entnommenen, gestörten Lockergesteinsproben wurden nach DIN-Normen die bodenmechanischen Eigenschaften ermittelt. Darüber hinaus wurden die Ergebnisse älterer Baugrunduntersuchungen des öffentlichen Bauwesens ausgewertet. (-z-)

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Zeitschriftenartikel

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Suárez, Antonio
Der Untergrund als thermischer Saisonspeicher
Haustech, 2019

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Becker, Andreas; Vrettos, Christos
Beurteilung des Abriebwiderstands verbesserter Böden im Radversuchsstand
Geotechnik, 2019

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Lux, Karl-Norbert; Scheffel, Ina
Das neue DVGW-Arbeitsblatt W 110 - Ausgewählte Sonderfälle
bbr Leitungsbau, Brunnenbau, Geothermie, 2019

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Prinz, Ilja
Digitale Baugrundmodelle: BIM in der Geotechnik. Erfahrungen und Ableitungen aus dem Projekt Ausbaustrecke Emmerich - Oberhausen (ABS 46/2), einem BIM-Piloten der Deutschen Bahn
EI Der Eisenbahningenieur, 2019

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Lange, Tristan; Plinninger, Ralf J.; Henk, Andreas
Ergebnisse eines Ringversuchs zur DGGT?Empfehlung Nr. 23: Cerchar?Versuch
Geotechnik, 2019

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