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The sedimentary history of loess - sources, deposition, and reworking of aeolian sediments as indicators for palaeoenvironmental changes in the Danube Basin

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[Quelle: https://d-nb.info]

Löss ist eine äolische Staubablagerung, die etwa 10% der Erdoberfläche bedeckt. Trotz der atmosphärischen Ablagerung ist die Entstehung von Löss ein komplexes Gefüge, das mehrere geomorphologische und sedimentologische Prozesse umfasst. Während des Pleistozäns waren vor allem die Erosion durch Gebirgsgletscher und durch kontinentale Eisschilde sowie Verwitterungsphänomene wie Frostsprengung in periglazialen hohen Breiten und Hochlagen wichtige Prozesse der Staubproduktion. Ein weiterer wichtiger Faktor sind Flüsse, welche Lockersedimente erodieren und transportieren und die Staubbildung durch Abrieb während des Transports erhöhen. Nach der Ablagerung der fluvialen und alluvialen Sedimente können Feinpartikel durch den Wind ausgeblasen und transportiert werden. Die vom Wind transportierten Partikel werden in Staubfallen wie topographische Barrieren, Vegetation oder Biokrusten abgelagert. Der äolische Staub erfährt nach der Ablagerung Veränderungen, so genannte Lössifizierungsprozesse, die zur Konsolidierung und Erhaltung beitragen. Trotz dieser Prozesse ist Löss anfällig für Erosion und kann leicht durch Wasser umgelagert werden. In Europa hängt die Verbreitung von Löss und anderen äolischen Sedimenten stark von den (paläo-)geographischen Bedingungen und dem (Paläo-)Klima ab, welche die Prozesskette der Lössbildung beeinflussen. Besonders die mittleren Breiten sind von einem Lössgürtel bedeckt, der sich von Südengland bis in die Steppen Zentralasiens erstreckt. Das Einzugsgebiet der Donau, insbesondere in ihrem Mittel- und Unterlauf, ist eine der wichtigsten Lössregionen Europas, da Löss weite Bereiche des Einzugsgebiets bedeckt und die Ablagerungen bis ins Altpleistozän zurückreichen. Aufgrund ihrer großen Mächtigkeiten, teilweise mehr als 50 m, sind die Lössvorkommen des Donaubeckens ein wichtiges Archiv für paläoklimatische und paläoökologische Veränderungen in Mittel- und Südosteuropa, einer Region, die durch das Zusammenspiel atlantischer, mediterraner und kontinentaler Klimaregime beeinflusst wird. Die vorliegende Dissertation beleuchtet die sedimentäre Geschichte der Lössablagerungen des Donaubeckens und ihre Übertragung als Archiv paläoökologischer Veränderungen. Die sedimentäre Geschichte umfasst die Prozesskette der Lössentstehung und mögliche Veränderungen nach der Ablagerung, wie z.B. die Umlagerung durch Wasser. Zum Verständnis paläoklimatischer und paläoökologischer Veränderungen werden insbesondere die Sedimentpfade, die Vegetationsmuster, und die damit verbundenen Ökosystemeigenschaften sowie die nach der Ablagerung erfolgte Umlagerung der Sedimente aufgrund von Landschaftsinstabilitäten untersucht. Um regionale Muster der paläoökologischen Bedingungen für das Donaubecken zu entschlüsseln, werden die physikalischen und chemischen Eigenschaften von sieben Löss-Paläoboden-Sequenzen und einer jungpaläolithischen Freilandfundstelle aus verschiedenen geomorphologischen Situationen betrachtet. Um die Deflation und die äolischen Transportwege für pleniglaziale Lössablagerungen aus dem unteren Donaubecken zu verstehen, wurden Sedimentpfade anhand der geochemischen Zusammensetzung von fünf Löss-Paläoboden-Sequenzen rekonstruiert. Diese erstrecken sich entlang eines Transsektes vom Plateau der Dobrudscha im Süden in Richtung der nördlichen Walachischen Tiefebene. Der Vergleich mit Lössablagerungen aus Referenzregionen ergab, dass die alluvialen Ablagerungen der Donau und ihrer Nebenflüsse, die die Karpaten und das Balkangebirge entwässern, die Hauptstaubquelle für die Lössablagerungen des südlichen unteren Donaubeckens sind, was die Rekonstruktion westlicher Paläowindrichtungen erlaubt. Im Norden des Beckens wird eine beträchtliche Menge Staub aus Flüssen wie Sereth, Pruth oder Dnjestr, die die Flyschzonen der Ostkarpaten entwässern, was auf stärkere und frequentere Nordwestwinde hinweist. Basierend auf stabilen Kohlenstoff- und Stickstoffisotopenanalysen von zwei Löss-Paläoboden-Sequenzen aus dem mittleren Donaubecken, Irig und Semlac, wurde die Vegetation des Beckens des mittleren bis späten Pleistozäns von C3-Pflanzen, höchstwahrscheinlich Gräsern, dominiert, die als effiziente Staubfallen dienten. Die Isotopenzusammensetzung der beiden Profile zeigt einen paläoklimatischen Gradienten, mit trocken Bedingungen im Süden und feuchterem Klima im Norden. Die geochemische Analyse betont die paläoklimatologische Bedeutung von Aridität, die die Vegetationsverteilung sowie die Eigenschaften von Ökosystemen während der Interglaziale und Interstadiale maßgeblich beeinflusst hat. Die Genese einer umgelagerten archäologischen Freilandfundstelle wurde detailliert an der jung-paläolithische Fundstelle Temereşti Dealu Vinii untersucht. Artefakte der Kultureinheiten des Aurignaciens und des (Epi-)Gravettien durchsetzen die Sequenz mit (typologischen) Altersinversionen und ohne horizontale Konzentrationen. Gleichzeitig zeigt Temereşti keine offensichtliche Stratifizierung. Die ursprünglich äolischen Sedimente wurden (sub-)kontinuierlich durch fluviale Prozesse umgelagert. Aufgrund der Geomorphologie und fehlender Abnutzung der Artefakte kann die Transportdistanz auf die Terrassenbreite der Fundstelle beschränkt werden. Die Umlagerung fand während Phasen der Landschaftsinstabilität während des Holozäns statt. Diese Dissertation beleuchtet die Stufen der sedimentären Geschichte von Löss als paläoökologische Indikatoren für das Mittel- bis Jungpleistozän im Donaubecken. Die Bedeutung von Multi-Proxy-Ansätzen wird durch die Anwendung von drei verschiedenen solcher Ansätze auf Lössablagerungen aus unterschiedlichen Milieus hervorgehoben. Diese werden kombiniert, um regionale Paläoumweltmuster Südosteuropas im Zusammenhang mit der Ausbreitung des anatomisch modernen Menschen auf dem Subkontinent während des Pleniglazials zu entschlüsseln.

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Daniel Lang
Durchlässigkeit von Böden
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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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Tafili, Merita; Knittel, Lukas; Gauger, Vera
Experimentelle und numerische Untersuchungen zum Kompressionsverhalten von Sand-Schluff-Gemischen
Geotechnik, 2022

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Oechtering, Elisabeth; Gröger, Gisela; Gröngröft, Alexander
"Wattboden" - Rückblick auf den Boden des Jahres 2020
Bodenschutz, 2021

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Bamminger, Chris; Schilli, Carsten; Hädicke, Andrea; Welp, Gerhard; Amelung, Wulf; Herbst, Michael; Heggemann, Tobias
Humusmonitoring auf Ackerflächen in Nordrhein-Westfalen. Ergebnisse aus zehn Jahren
Bodenschutz, 2021

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Knopp, Julia; Moormann, Christian
Verwitterungsabhängige Zerfalls- und Entfestigungsvorgänge veränderlich fester Ton- und Schlufftonsteine am Beispiel des Keupers
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Grundmann, Ilka; Winnecke, Monika; Müller, Alexandra; Günther, Petra; Gellermann, Rainer
Radiologische Voruntersuchungen von stadteigenen Liegenschaften
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