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Laborative Untersuchung und Bewertung des Sandkontroll- und Erosionsverhaltens von Sandfiltern für geotechnische Anwendungen unter Beachtung verschiedener Einflussfaktoren

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[Quelle: https://d-nb.info]

Sandproduktion ist eine große Herausforderung in vielen Tiefbohrungen. Um sie zu verhindern wurden verschiedene Methoden und Bauteilen entwickelt, die unter dem Begriff Sandkontrollmaßnahmen zusammengefasst werden. Zu diesen zählt der Einbau von Sandfiltern als Standalone Screens oder Teil eines Gravel Packs. Aufgrund der vielen Einflussfaktoren aus Geologie und Betriebsweise sind die Funktionsweise und das Versagen von Sandfiltern nach wie vor Gegenstand aktueller Forschung. Eine Möglichkeit zur Untersuchung von Sandfiltern ist die Durchführung von laborativen Experimenten. In dieser Arbeit wird die Entwicklung von zwei Versuchsanlagen vorgestellt. Die Anlagen werden genutzt, um einen neuentwickelten Wickeldrahtfilter zu untersuchen. Der Filter unterscheidet sich von bisherigen Designs durch eine Beschichtung auf der Außenseite, die, durch die Verwendung von Materialien mit großer Härte, für eine größere Erosionsbeständigkeit sorgen soll. Eine umfassende Literaturrecherche zu den Versagensmechanismen und dem Stand der Technik von laborativen Untersuchungen an Sandfiltern bilden die Grundlage für diese Arbeit. Darauf aufbauend werden theoretische Vorüberlegungen zum Erosions- und Sandkontrollverhalten von Sandfiltern dargestellt. Die Versuchsanlagen ermöglichen zum einen die Durchführung von Sand Retention Tests und zum anderen die gezielte Erosion von Filterproben mittels einer kontinuierlichen Durchströmung mit einer Suspension. Die Ergebnisse werden genutzt, um grundlegende Aussagen zum Erosions- und Sandkontrollverhalten abzuleiten. Zusätzlich wird der neu entwickelte, beschichtete Filter mit konventionellen Filtern verglichen. Aus den Ergebnissen werden Limitationen der laborativen Untersuchungen zum Sandkontrollverhalten und Auswertungsempfehlungen formuliert. Ein Unterschied im Sandkontrollverhalten zwischen beschichteten und unbeschichteten Filtern kann nicht festgestellt werden. Es wird gezeigt, dass interne Turbulenz in den Öffnungen eines Sandfilters ein wichtiger Einflussfaktor auf die Erosion mit feinen Partikeln ist. Sandfilter können an unterschiedlichen Stellen erodieren, die sich nicht alle direkt auf die Funktionalität auswirken. Der Vergleich der Ergebnisse deutet darauf hin, dass beschichtete Filter eine längere Standzeit unter erosiven Bedingungen haben, da sie an der Außenseite weniger erodieren als unbeschichtete Wickeldrahtfilter. Aufgrund der besonderen Eigenschaften der Beschichtung kommt es jedoch zu größerer interner Erosion. Die Diskussion der durchgeführten Versuche liefert zusammen mit den umfangreichen theoretischen Vorüberlegungen einen Beitrag zum Verständnis über das Versagen von Sandfiltern, insbesondere das Zusammenspiel von Erosion und Sandkontrolle. Die Untersuchungen an Proben des neuartigen, beschichteten Filters bilden den Grundstein für derzeit laufende Feldeinsätze von Prototypen.

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Bücher, Broschüren

13. Kolloquium Bauen in Boden und Fels
Fachtagung über aktuelle Herausforderungen der Geotechnik
2022, 425 S., 297 mm, Softcover
expert-verlag

 

 

Der Ausbau der Infrastruktur sowie die Verdichtung in den Ballungsräumen führen dazu, dass die Bedeutung des Bauens in Boden und Fels sowie die Anforderungen bei der Errichtung unterirdischer Bauwerke zunehmen. Für Neubauten sind Bauverfahren zu entwickeln, die komplexen Bedingungen gerecht werden und eine Beeinträchtigung der Umgebung minimieren. Bei bestehenden Einrichtungen wird die wirtschaftliche und umweltgerechte Bauwerkserhaltung bzw. das Bauen im Bestand immer mehr zur ingenieurtechnischen Herausforderung. Ein aktuelles Thema mit weitreichenden Veränderungen ist die Digitalisierung im Bauwesen, die auch in der Geotechnik sowohl für vernetzte Planungen als auch zur Optimierung von Prozessen angewendet und weiterentwickelt wird. Dadurch ergeben sich bedeutende und interessante Fragestellungen für die Geotechnik, die beim 13. Kolloquium Bauen in Boden und Fels dargestellt und diskutiert werden. Der Band enthält die vorab eingereichten Beiträge zum 13. Kolloquium Bauen in Boden und Fels. Wichtige Themen sind der Ausbau der Infrastruktur sowie die Verdichtung in den Ballungsräumen, die Entwicklung von Bauverfahren für Neubauten, die den komplexen Bedingungen gerecht werden und eine Beeinträchtigung der Umgebung minimieren, wirtschaftliche und umweltgerechte Bauwerkserhaltung bzw. das Bauen im Bestand sowie die Digitalisierung im Bauwesen, die auch in der Geotechnik sowohl für vernetzte Planungen als auch zur Optimierung von Prozessen angewendet und weiterentwickelt wird.

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1. Fachkongress Digitale Transformation im Lebenszyklus der Verkehrsinfrastruktur
Tagungshandbuch 2021
2021, 422 S., 295 mm, Softcover
expert-verlag

 

 

Technologische Entwicklungen sind die Voraussetzung für eine ganzheitliche Digitalisierung. Im Zeitalter des Digitalen Wandels sind Daten ein wertvoller Rohstoff für Informationen, neue Technologien, Prozesse und Ideen. Diese können die Produktivität positiv beeinflussen. Im Vergleich zu anderen Branchen stagniert die Produktivität in der Baubranche allerdings fast vollständig. Ursache hierfür ist unter anderem die geringe Digitalisierung etablierter Abläufe und geringe Neuschöpfung von Verfahren und Prozessen.Dabei bestehen vielfältige Potenziale der Digitalen Transformation in allen Phasen des Lebenszyklus der Verkehrsinfrastruktur. Ein Beispiel für solche Entwicklungen ist der Digital Twin - das virtuelle Abbild eines realen Objekts, das sich kontinuierlich über dessen Daten und Informationen aktualisiert und u. a. die Durchführung virtueller Experimente ermöglicht. In Anbetracht von großen Datenmengen (Big Data) gewinnen zunehmend Smart-Data-Anwendungen, Verfahren der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens an Bedeutung bei der Auswertung von Daten. Die Ergebnisse können über Technologien der Virtual und Augmented Reality visualisiert werden.Vor diesem Hintergrund ist das Hauptziel des erstmals stattfindenden Fachkongresses der verkehrsträgerübergreifende Wissens- und Erfahrungsaustausch. In etwa 50 Fachvorträgen werden in parallelen Sessions Technologien und Methoden der Digitalisierung und Digitalen Transformation diskutiert. Im Vergleich zu anderen Branchen stagniert die Produktivität in der Baubranche fast vollständig. Dabei bestehen vielfältige Potenziale in allen Phasen des Lebenszyklus der Verkehrsinfrastruktur. Das Hauptziel des Fachkongresses ist der verkehrsträgerübergreifende Wissens- und Erfahrungsaustausch über Technologien und Methoden der Digitalisierung und digitalen Transformation.

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Simon Batz, Nico Chiriatti, Julian Dicks
Straßen- und Tiefbau
Mit lernfeldorientierten Projekten
15., Aufl.
2021, 640 S., zahlr. Abb., 4-fbg. 240 mm, Hardcover
Europa-Lehrmittel

 

 

Die 15. Auflage wurde hinsichtlich der Entwicklung von Normung und Technik aktualisiert. Das bewährte Konzept in der Bereitstellung der Inhalte von vorbereitenden, begleitenden sowie ausführenden Arbeiten wurde beibehalten. Das Layout wurde optimiert und die Inhalte neu gegliedert. Die Inhalte Erdarbeiten (Kapitel 5), Bau von Rohrleitungen (Kapitel 6), Bau von Einfassungen (Kapitel 7), Oberflächenentwässerung (Kapitel 8), Pflasterflächen (Kapitel 10), Betonstraßen (Kapitel 11) und Asphaltstraßen (Kapitel 12) wurden extra herausgestellt, um so eine gezielte Verbindung zu den Lernfeldern zu erleichtern. Das Kapitel Fachmathematik (14) wurde um wesentliche Grundlagen und um praxisnahe Formeln und Beispiele erweitert. Dem Kapitel Zeichnungen aus dem Straßen- und Tiefbau (Kapitel 15) wurden notwendige Inhalte aus dem Bauzeichnen vorangestellt. Beispiele aus Leistungsverzeichnissen, den Teilkapiteln zugeordnete Aufgaben und handlungsbezogene Projekte ergänzen die ausbildungsrelevanten Inhalte. Für die Projekte sind teilweise Lösungsangebote angefügt. Die Gesamtheit der Lösungsvorschläge ist als digitales Zusatzmaterial in der Europathek zu finden. Ebenso befinden sich dort Formelblätter, Abbildungen und Tabellen, eine Übersicht zu den Projekten, Aufgaben und Lösungen, Projektarbeit im Lernfeld. Im Anhang sind die Lernfelder und Lerninhalte für den Ausbildungsberuf Straßenbauer/in im Detail aufgeführt, die Lernfelder für die Ausbildungsberufe Kanalbauer/in sowie Rohrleitungsbauer/in im Überblick. Der Tabellenteil ergänzt die didaktisch aufbereiteten Tabellen in den Kapiteln. Die im Anhang angefügten Internet-Adressen, das Literaturverzeichnis und die Benennung einer Auswahl der DIN-Normen, DIN EN-Normen und der einschlägigen Richtlinien sowie das Kapitel Projektarbeit im Lernfeld (in der Europathek) unterstützen das eigenständige Lernen. Die Zielgruppe umfasst deshalb nicht nur die Auszubildenden der Tiefbauberufe, sondern auch Teilnehmer der Polier- und Meisterkurse sowie Studierende der Techniker- und Fachhochschulen

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12. Kolloquium Bauen in Boden und Fels
Fachtagung über aktuelle Herausforderungen der Geotechnik
2020, 453 S., 297 mm, Softcover
expert-verlag

 

 

Der Ausbau der Infrastruktur sowie die Verdichtung in den Ballungsräumen führen dazu, dass die Bedeutung des Bauens in Boden und Fels sowie die Anforderungen bei der Errichtung unterirdischer Bauwerke zunehmen. Innerstädtische Bauaufgaben erfordern anspruchsvolle Verfahren des Spezialtiefbaus, um verformungsarme Baugruben und Gründungen in teilweise schwierigen Baugrundverhältnissen so herzustellen, dass Verkehrsflüsse kaum beeinträchtigt werden, Lärm- und Schmutzemissionen begrenzt sind und dennoch eine funktionierende Logistik eine planbare und wirtschaftliche Durchführung ermöglicht. In den letzten Jahren ist auf dem Markt ein verstärkter Einsatz von Baugrundverbesserungen mit Säulen bzw. pfahlähnlichen Elementen zu beobachten, deren wirtschaftliche Ausführung in enger Kombination mit der Maschinentechnik steht und deren Tragverhalten auf komplexen Interaktionen beruht. Im Zusammenhang mit dem Erhalt und Ausbau von Infrastrukturen sind Weiterentwicklungen im Tunnelbau und in der Tunnelsanierung sowie dem Erdbau, teilweise in Verbindung mit Verfahren zur Bodenverbesserung wesentliche Zukunftsthemen. Durch häufiger auftretende Extremwetterlagen werden in diesem Kontext verstärkt Maßnahmen zur Sicherung gegen Naturgefahren erforderlich, die neben wirtschaftlichen Anforderungen auch dem Umweltschutz gerecht werden müssen. Als weiterer Aspekt spielt der Einsatz bzw. die Schonung von Ressourcen eine maßgebliche Rolle. Dadurch ergeben sich bedeutende und interessante Fragestellungen für die Geotechnik, die beim 12. Kolloquium Bauen in Boden und Fels dargestellt und diskutiert werden. Plenarvorträge zu herausragenden Projekten und Weiterentwicklungen der Regelwerke und mehr als 50 Fachvorträge in drei parallelen Sitzungen werden hier zu aktuellen Themenschwerpunkten angeboten.

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Multilayered
Konstruktive Vielfalt
2019, 352 p. S., 150 b/w and 250 col. ill. 240 mm, Softcover
Birkhäuser Berlin

 

 

Das international tätige Bauingenieurbüro sbp entwirft und konstruiert seit über 30 Jahren anspruchsvolle Bauten. Diese reichen von weitgespannten, leichten oder beweglichen Tragwerken, Brücken, über herausragende Hochbauten bis hin zu Solarkraftwerken.; The firm schlaich bergermann partner has been designing and building ambitious civil engineering projects around the world for more than thirty years. Its portfolio ranges from long-span support structures and bridges to high-rises, special-use buildings and leading-edge solar power stations.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung

Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Jörg Schreyer, Gunther Jackel
Untersuchung zur zerstörungsfreien Prüfung von Fugenbandstößen. Schlußbericht
Bauforschung, Band T 2761
1996, 140 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei zahlreichen Tiefbauwerken werden Fugenbänder zur Abdichtung von Fugen eingesetzt. Die Bänder müssen in vielen Fällen gestoßen werden. Zur Zeit lassen sich die Fugenbandstöße im Labor und auf der Baustelle nur durch Inaugenscheinnahme oder durch Betasten subjektiv prüfen. Es fehlt bisher eine reproduzierbare, zerstörungsfreie und objektive Prüfmethode. Ziel ist es daher, die TV-Shearografie für die Prüfung von elastomeren und thermoplastischen Fugenbandstößen zu erproben, damit insbesondere die behördlichen Bauaufsichten künftig bei ihren Überwachungsaufgaben unterstützt werden. Es wurden umfangreiche Laborversuche durchgeführt, ein Laborprüfgerät und ein Baustellenprüfgerät entwickelt, gebaut und erprobt. Im Ergebnis ist festzustellen, daß Fehlstellen bestimmter Art und Größe in ebenen elastomeren und thermoplastischen Stumpfstößen geortet werden können. Verzweigte Stöße (Kreuzstoß, T- und L-Stöße) sollten vorrangig mit dem Prüfgerät im Labor überwacht werden.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Schamal, Thomas
Einfach umsteigen: Von analog zu digital. Digitale Leitungsauskunft für kleine und mittlere Stadtwerke
3R Fachzeitschrift für sichere und effiziente Rohrleitungssysteme, 2022

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Sobek, Werner; Schmid, Angelika
Herausforderungen bei der Planung und Realisierung des Tragwerks des neuen Stuttgarter Hauptbahnhofs. Die Kelchform mit ihrer speziellen Geometrie führte alle Beteiligten an die Grenzen des technisch Machbaren
Der Prüfingenieur, 2022

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Schroer, Philipp; Wittig, Volker
Innovativer Perkussionsantrieb für DTH-Tiefbohrtechnik beschleunigt die Erschließung tiefer geothermischer Reservoirs
bbr Leitungsbau, Brunnenbau, Geothermie, 2022

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Schmeitzner, Helmut
Brauchen wir eine Approbation für Ingenieure? Das Ziel: Eine zeitgemäße, eigenverantwortlich organisierte Berufsaufsicht
Deutsches Ingenieurblatt, 2022

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Treskatis, Christoph
Steuerung eines Tiefbrunnens mittels photometrischer Nitratsonde
bbr Leitungsbau, Brunnenbau, Geothermie, 2022

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Highlights aus dem Programm 2022