Geotechnik最新文献

Bei dem Beitrag handelt es sich um die erweiterte Fassung der gleichnamigen Keynote Lecture auf der 4. Bodenmechanik Tagung im Rahmen der Fachsektionstage Geotechnik, die auf Anregung der Fachsektionsleitung auch in der Zeitschrift geotechnik veröffentlicht werden soll. Bei den Phänomenen der inneren Erosion in durchströmtem Boden und in Erdbauwerken geht es um das Lösen, den Transport und die Ablagerung bevorzugter Fraktionen mit der Folge einer Änderung der Bodeneigenschaften. Die Phänomene der inneren Erosion werden als Kontakterosion, Suffosion, Kolmation und rückschreitende Erosion charakterisiert. Die Kinematik dieser physikalischen Prozesse ergibt sich mit der Energie einer Sickerströmung aus der Bewegung des Einzelkorns im Porenraum, den möglichen Freiheitsgraden beim Transport. Der Artikel gibt einen Überblick über die Art und Bedingungen der verschiedenen Phänomene sowie über deren spezifische Kinematik innerhalb der Bodenstruktur. Die relevanten international verwendeten Nachweismethoden und Kriterien werden aufgeführt und in ihrer Aussagekraft bewertet. Die kennzeichnenden Einflussparameter werden aufgezeigt. Für die einzelnen Phänomene der inneren Erosion werden Strategien zur Bewertung und Beherrschung des Erosionsrisikos diskutiert.

Zum Titelbild: Die geothermische Aktivierung von geotechnischen Bauelementen erleichtert die Speicherung erneuerbarer Energie. Im Sommer wird die Sonnenenergie aufgefangen, im Untergrund gespeichert und anschließend für die Beheizung des Gebäudes im Winter genutzt. Darüber hinaus reduziert der nachhaltige Ansatz der MIP-Methode (Mixed-in-Place) die Kohlenstoffemissionen und den Transportaufwand bereits während der Bauphase (siehe S. 37–41). Foto: Stefan Jäger, Bauer Spezialtiefbau

In diesem Artikel wird ein neues hypoplastisches Stoffmodell für granulare Böden vorgestellt, das modular aufgebaut ist. Die modulare Struktur ermöglicht die Anwendung des Stoffmodells unter Einschränkung der wiederzugebenden Bodeneffekte bereits mit sehr wenigen Materialinformationen. Je mehr Materialinformationen vorliegen, desto besser kann das Spannungs-Dehnungs-Verhalten des Materials abgebildet werden. Das vorgestellte Stoffmodell wird zur Validierung mit den Ergebnissen einfacher Laborversuche verglichen. Darüber hinaus werden weitere Laborversuche simuliert, um die Leistungsfähigkeit des Stoffmodells zu zeigen.

Bei Anwendung des Gefrierverfahrens wird der gefrorene, wassergesättigte Boden als praktisch undurchlässig angenommen. Im Falle einer initialen Teilsättigung ist dies jedoch nicht sinnvoll. Im Rahmen einer Pilotstudie wurden diesbezüglich im Labor Durchlässigkeitsversuche an rolligen, locker gelagerten, teilgesättigten, gefrorenen Bodenproben durchgeführt. Als Durchflussmedium wurde ein Mineralöl verwendet. Da hierzu keine standardisierte Apparatur vorhanden ist, mussten geeignete Versuchstechniken und Auswertungsprozeduren neu konzipiert werden. Die Durchlässigkeit des ungefrorenen vollgesättigten Ausgangsbodens wurde als Referenzwert ebenfalls bestimmt. Es zeigte sich, dass die untersuchten teilgesättigten Böden wegen der lockeren Lagerung und des niedrigen Sättigungsgrades eine nennenswerte Durchlässigkeit aufweisen, die der Größenordnung nach den Werten der zugehörigen wassergesättigten ungefrorenen Böden entspricht.

Nachhaltigkeit ist ein Thema, das im Baubereich immer stärker in den Fokus rückt. Der Wunsch nach mehr Nachhaltigkeit steht nicht selten dem Anspruch hoher Qualität gegenüber, schließlich beeinflusst die Qualität der Bauprodukte nicht nur unser tägliches Wohlbefinden, in erster Linie steht Qualität am Bau für Sicherheit, für Tragfähigkeit und für Gebrauchstauglichkeit von Bauteilen – so wird es den Baubeteiligten in ihrer Ausbildung notwendigerweise vermittelt. Nicht selten herrscht das Vorurteil vor, dass Nachhaltigkeit und der Anspruch einer hohen Qualität im Widerspruch stehen. Der vorliegende Aufsatz soll das Thema Nachhaltigkeit bei geotechnischen Verankerungssystemen aufgreifen und die Einflussfaktoren auf den CO₂-Fußabdruck ermitteln und bewerten. Anhand des Beispiels einer Bodenvernagelung soll dargestellt werden, dass insbesondere die Komponenten Stahl und dessen Herstellung sowie Zement eine maßgebliche Rolle spielen. Durch die Wahl des Bodennagelsystems hat der Anwender einen erheblichen Einfluss auf Qualität und Nachhaltigkeit von geotechnischen Verankerungssystemen. Zudem sollen Wege gezeigt werden, wie ein Optimierungspotenzial schon heute baupraktisch genutzt werden kann. Nicht zuletzt soll ein Bauvorhaben aus der Praxis anhand von Zahlen verdeutlichen, welche Menge an CO₂ mit der Wahl des idealen Verankerungssystems eingespart werden konnte.