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Einfluss des Mikrogefüges auf ausgewählte petrophysikalische Eigenschaften von Tongesteinen und Bentoniten. Online Ressource

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[Quelle: http://d-nb.info]

Ein wichtiges Ziel der Tonforschung ist es, die Beziehungen zwischen Eigenschaften und Verhalten von Tonen zu verstehen. Dies ist jedoch nur in einigen Fällen möglich. Daraus muss geschlossen werden, dass der Einfluss bestimmter Eigenschaften bisher noch nicht verstanden wurde. Eine dieser Eigenschaften ist die Anordnung der im Ton enthaltenen Minerale zueinander (Mikrogefüge). Der Einfluss des Mikrogefüges von Tongesteinen auf die petrophysikalischen Eigenschaften wird oft vermutet, ist jedoch noch nicht eindeutig erwiesen. Ziel dieser Arbeit war herauszufinden, ob und in welchem Maße das Mikrogefüge von Tonsteinen und Bentoniten deren petrophysikalische Eigenschaften beeinflusst. Tonsteine werden derzeit als potentielle Wirtsgesteine in Endlagern von radioaktiven Abfällen untersucht. Für diese Anwendung sind Eigenschaften wie hydraulische Leitfähigkeit, Quellvermögen, Wasseraufnahmekapazität, Rheologie und mechanische Stabilität wichtig. Der Opalinuston und der Callovo-Oxfordium Tonstein werden dabei am intensivsten untersucht. Eines der Ziele ist die Entwicklung eines Modells, das in der Lage ist, das mechanische Verhalten von Tonsteinen unter Endlagerbedingungen vorherzusagen. Ein maßgebliches Ergebnis der Arbeit ist, dass sich die beiden Tonsteine in ihrem mechanischen Verhalten mit variierendem Karbonatgehalt unterscheiden. Die Festigkeit des Opalinustons nimmt mit steigendem Karbonatgehalt ab, während die Festigkeit des Callovo-Oxfordium Tonstein steigt. Die Erklärung für dieses konträre Verhalten liegt in der Mikrostruktur. Der Opalinuston enthält grobkörnige karbonatische Schalenbruchstücke, während der Callovo-Oxfordium Tonstein feinkörnige homogen verteilte Karbonate aufzeigt. Das wichtigste Ergebnis dieser Gefügeuntersuchungen ist, dass nicht nur der Karbonatgehalt, sondern auch die Korngröße, Ausbildung und räumliche Verteilung der Karbonate einen Einfluss auf die Festigkeit der Gesteine haben. Es kann weiterhin geschlossen werden, dass kein für Tonstein allgemein gültiges Stoffgesetz (Modell zur Berechnung des mechanischen Verhaltens) erstellt werden kann, das nicht solche Anisotropien einschließt. Neben den Tonsteinen wurde auch das Mikrogefüge von 38 Bentoniten untersucht. Bentonite sind quellfähige Tone und werden daher in diversen industriellen Anwendungen eingesetzt, z.B. als Absorber. Zurzeit werden sie auch als geotechnische Barriere in Endlagern für radioaktive Abfälle untersucht.

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Bücher, Broschüren

Daniel Lang
Durchlässigkeit von Böden
Diplom.de
Übliche Verfahren und deren Überprüfung im Labor
2008, 292 S., m. 60 Abb. 27 cm, Softcover
Diplomica

 

 

Das Ziel, welches die Arbeit verfolgt, liegt darin, alle in der Baupraxis üblichen und gängigen Methoden zur Ermittlung des Durchlässigkeitsbeiwerts aufzuführen und zu erläutern. Der Durchlässigkeitsbeiwert stellt in vielen Anwendungsgebieten des Baugewerbes eine wichtige und teils entscheidende Rolle dar. Deshalb ist eine zuverlässige und aussagekräftige Bestimmung vor den jeweiligen Baumaßnahmen unerlässlich. In verschiedenen Literaturquellen werden unterschiedliche Verfahren mit verschiedensten Lösungsansätzen vorgestellt. Die Arbeit soll nun all diese beschriebenen Verfahren aufzeigen, beschreiben und in einem Werk zusammenfassen. Die Laboruntersuchungen werden anhand verschiedener Bodenproben durchgeführt, die zum Teil ungestört aus Schürfen, jedoch auch gestört aus Bohrungen entnommen wurden. Neben den reinen Laborversuchen mit den verschiedensten Bodenarten wird anhand einer ausgebauten Brunnenbohrung der Durchlässigkeitsbeiwert über einen Pumpversuch bestimmt. Vorher wurden Proben des erschlossenen Grundwasserleiters im Labor untersucht und anhand der verschiedenen Möglichkeiten die Durchlässigkeit ermittelt. Die Ergebnisse werden ausführlich erläutert und miteinander verglichen.

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Michael Ulrich, Daniela Bechtloff
Ermittlung charakteristischer Bodenkenngrößen für gemischtkörnige und organische Böden als Grundlage für Bauvorschriften. Schlussbericht. Textband. Anlagenband
Bauforschung, Band T 2961
2001, 170 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des Forschungsvorhabens war es, mittels statistischer Methoden aus einer vorliegenden Datensammlung Kriterien zu finden, die es gestatten, mit Hilfe der Ergebnisse einfach durchzuführender bodenmechanischer Versuche die charakteristischen Werte der Scherparameter von gemischtkörnigen und organischen Böden überschläglich zu ermitteln. Damit soll der Ermessensspielraum für die Festlegung der Bemessungswerte eingeengt und eine Grundlage für eine sichere und wirtschaftliche erdstatische Bemessung von Bauwerken geschaffen werden. Aus ca. 600 ungestörten Bodenproben von gemischtkörnigen Böden (Geschiebelehm und -mergel) sowie organischen Böden (Torf, Faulschlamm und Wiesenkalk) wurden Versuchsdaten zur Bestimmung folgender Größen in einer Datenbank zusammengefasst: Kornverteilung, Dichten, Wassergehalt, Porenzahl, Konsistenzgrenzen, Glühverlust, einaxiale Druckfestigkeit, undrainierte Kohäsion, Scherparameter. Das Ziel wurde nur zum Teil erreicht. Für die Scherparameter im konsolidierten Zustand und die einaxiale Druckfestigkeit war dies möglich, für undrainierte Kohäsion liegen dagegen nicht genügend Daten vor. Ebenso erwies sich die Anzahl der in Jahrzehnten in der Degebo gesammelten Daten von Proben aus organischen Böden für die statistische Untersuchung als nicht ausreichend. Die Untersuchung beschränkte sich auf Böden aus dem Berliner Raum, die jedoch für die gesamte norddeutsche Tiefebene charakteristisch sind.

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G. Kappei
Ermittlung bodenmechanischer Eigenschaften von Salzhaufwerken als moegliche Versatzmaterialien in einem untertaegigen Endlager
1987, 186 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die geotechnische Beurteilung von Schüttgütern für die Auswahl und Eignung als mögliche Versatzmaterialien in einem untertägigen Endlager kann mit Hilfe von bodenmechanischen Bewertungskriterien erfolgen. Im Rahmen des Forschungs- und entwicklungsvorhabens "Verfüllen und Verschließen von Bohrlöchern, Kammern und Strecken in einem Endlager" wurden am Institut für Tieflagerung aus der Palette in Frage kommender Versatzstoffe das Material "Salzhaufwerk" auf seine bodenmechanischen Eigenschaften hin näher untersucht. Neben der Durchführung bodenmechanischer Standarduntersuchungen (Bestimmung von Korngrößenverteilung, Schüttdichte, Grenzen der Lagerungsdichte, Proctordichte, Durchlässigkeit und Scherfestigkeit) an zwei ausgewählten Salzhaufwerken (Haldensalz- und Steinsalzhaufwerk), lag der Schwerpunkt der Arbeit in der Ermittlung des Kompressionsverhaltens von Salzhaufwerk. Um Aussagen über das Verdichtungsverhalten dieses Materials bei zunehmender Belastung zu erhalten, wurden an einer Reihe von Haufwerksproben, die sich vornehmlich in ihrer Korngrößenzusammensetzung voneinander unterscheiden, Kompressionsversuche mit verhinderter Seitendehnung durchgeführt. (-z-)

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U. Smoltczyk, H. Schad, P. Zoller
Sonderkonstruktionen der Boeschungssicherung
Bau- und Wohnforschung
1984, 88 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Moeglichst preisguenstige, mit einfachen Mitteln herzustellende, steile Boeschungssicherungen fuer Baugruben und fuer Bepflanzungen ohne Verwendung von Stuetzelementen sollten auf ihre Einsatzfaehigkeit ueberprueft werden. Es wurde eine 5 m tiefe Grube mit einer Neigung von 80 Grad fuer den Verbau in einem Loesslehm bzw. verwitterten Gipskeuper abschnittsweise ausgehoben und dem Aushub folgend von oben nach unten durch einen auf 1,5 bzw. 2 m lange Bodennaegel abgestuetzten Bohlenverbau gesichert. Die Tragfaehigkeit dieses Verbaus wurde durch das Aufbringen eines 1,5 m breiten Laststreifens - im Bereich der Bodennaegel, bzw. hinter den Bodennaegeln an der Gelaendeoberflaeche - geprueft. Die Bodennaegel sind in der Lage, ein ploetzlich Abbrechen oder Abrutschen der Boeschung zu verhindern. Die Form der freigelegten Gleitflaechen und die gemessenen Verschiebungen bestaetigen die kinematische Elementenmethode von Gussmann. In der Versuchsgrube wurde ein Teilbereich mit treppenartigen Elementen von oben nach unten verbaut und jede Elementlage fuer sich durch Bodennaegel gesichert. Damit wurde gezeigt, dass durch einen entsprechenden Arbeitsablauf und eine sinnvolle Elementform die Herstellung einer oekologisch nutzbaren Baukonstruktion mit wenig Aufwand moeglich ist. Ausserdem wurde an dem unter 60 Grad geboeschten Teil der Versuchsgrube die Wirkung der Erosion auf begruente Flaechen beobachtet. (-y-)

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Zeitschriftenartikel

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Müller, Ingo; Kardel, Kati; Schürer, Steffen
Modelle zur Abschätzung der Resorptionsverfügbarkeit. Beurteilung des Direktpfades Boden-Mensch bei großflächigen Bodenbelastungen in Sachsen
Bodenschutz, 2020

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Reinicke, Kurt M.; Reichetseder, Peter
Erfolgsmodell Tiefengeothermie - Teil 2
Euroheat & Power, 2020

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Machtolf, Monika; Günther, Petra; Gierse, Reinhard
Immobilisierung von Schadstoffen. Erfolgskontrolle in Wuppertaler Kleingartenanlagen
Bodenschutz, 2020

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Miller, Ricarda; Herweg, Ulrich; Helbig, Henrik; Kastler, Michael; Mühlen, Sarah zur; Sperl, Daniel
Eckpunkte-Papier zur länderübergreifenden Bodenfunktionsbewertung
Bodenschutz, 2020

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Henzinger, Christoph; Huber, Stefan; Birle, Emanuel
Optimierung von Bankettmaterialien in Hinblick auf ihre Tragfähigkeit und Durchlässigkeit
Straße + Autobahn, 2020

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