Aktuelle Themenangebote am Institut für Geotechnik
Inhaltsverzeichnis
Fachbereich Angewandte Geologie
Professur für Bodenmechanik und Grundbau
Kritischer Zustand des Bodens wird definiert als Zustand in welchem sich die Spannungen und das Bodenvolumen während des Schervorgangs nicht mehr ändern. Für die Bestimmung der Bodenparameter im kritischen Zustand werden meistens drainierte Triaxialversuche (CD) durchgeführt. Die Durchführung von CD Versuchen ist komplex und zeitaufwendig.
Im Rahmen dieser Arbeit sollte der neuentwickelte Einfachscherversuch für die Bestimmung von kritischen Parametern in grobkörnigen Böden eingesetzt. Dabei sind drei verschiedene Sande zu untersuchen. Als Validierung der neuen Prozedur sollten die verwendeten Sande auch im drainierten Triaxialversuch untersucht werden.
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
NameBožana Baćić M. Sc.
Forschung, Modul: BIW4-10
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Besuchsadresse:
Neuffer-Bau (NEU), NEU 104 George-Bähr-Str. 1a
01069 Dresden
Durchführung der Triaxialversuche in bodenmechanischen Laboren stellt eine alltägliche Aufgabe dar. Dabei werden die Bodenproben meistens bei Spannungen über 100kPa untersucht. Untersuchungen bei kleinen Spannungen d.h. unter 100 kPa stellen heirbei eine Herausforderung dar.
Im Rahmen dieser Arbeit soll das Bodenverhalten bei kleinen Spannungen in undrainierten Bedingungen untersucht werden. Dafür werden die Versuche an mehreren Sanden, in der neuentwickelten Versuchsanlage für die Untersuchungen des Aufbaus vom Porenwasserdruck, durchgeführt. Es sollte auch das Verhalten unter verschiedenen Konsolidationsspannungen und (optional) Einbaumethoden getestet werden. Dabei sind die durchgeführten Versuche auszuwerten und Ergebnisse zu analysieren.
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
NameBožana Baćić M. Sc.
Forschung, Modul: BIW4-10
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Boden setzt sich aus den festen (Korngerüst), flüssigen (Wasser) und gasförmigen (Luft) Anteilen zusammen. Im trockenen Zustand sind die mechanische Eigenschaften des Bodens nur von dem Korngerüst abhängig. In diesem Zustand sind die Poren nur mit dem Luft gefüllt dessen Steifigkeit und Dichte im Vergleich zur Steifigkeit und Dichte des Korngerüsts vernachlässigbar sind. Werden die Poren vollständig mit (entlüftetem) Wasser oder mit Gas-Wasser Mischung gefüllt, hängen die mechanischen Eigenschaften des Bodens auch von der Kompressibilität des Fluids in den Poren.
Im Rahmen dieser Arbeit sollte die Kompressibilität des vollständig und partiell entlüftetes Wasser untersucht werden. Dafür werden die Proben aus Glaskugeln mit unterschiedlich entlüftetem Wasser in die Triaxialzelle eingebaut und schließlich mittels B-Test auf die Kompressibilität untersucht. Ergänzend sollte die Kompressibilität des entlüfteten Wassers in einem Zylinder mit Druckkolben untersucht werden.
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
NameBožana Baćić M. Sc.
Forschung, Modul: BIW4-10
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Neuffer-Bau (NEU), NEU 104 George-Bähr-Str. 1a
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Das Verhalten eines gemischtkörnigen Bodens ist stark von seiner Zusammensetzung abhängig. Dabei wird üblicherweise angenommen, dass das Feinkorn erst ab einem größerem Anteil einen Einfluss auf das Bodenverhalten hat und ansonsten nur Füllmaterial darstellt. Diese Annahme soll genauer untersucht werden.
Dazu soll der Einfluss des Feinanteils auf die Struktur des Bodens untersucht werden. Zu diesem Zweck sollen binäre Mischungen aus Grob- und Feinsand in unterschiedlichem Verhältnis hergestellt werden. Da die Struktur des Boden maßgeblich für sein Verhalten verantwortlich ist, lässt sich daraus auch der Einfluss des Feinsandanteils auf das Bodenverhalten ableiten.
Die Herstellung der Bodenproben ist dabei besonders herausfordernd, da sichergestellt werden muss, dass sich die Struktur für die Dauer der Untersuchung nicht verändert. Gleichzeitig soll eine möglichst realistische Struktur erzeugt werden. In situ wirken aufgrund des Porenwassers Kohäsionskräfte zwischen den Sandkörnern. Wasser ist für die Probenherstellung jedoch nur bedingt geeignet, da es während der Untersuchung verdunsten und die Struktur sich somit verändern kann.
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines geeigneten Verfahrens zur Herstellung binärer Proben. Der Einfluss des Herstellungsverfahrens auf die Bodenstruktur soll dabei mithilfe des Mikroskops bestimmt werden. Untersucht werden soll die Probenherstellung mit:
- Kunstharzen
- Öl
- Zuckerlösungen
© Institut für Geotechnik
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
NameDipl.-Ing. Selma Schmidt
Forschung, Lehre: BIW2-03, BIWE-04
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Neuffer-Bau (NEU), 106 George-Bähr-Str. 1a
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Das mechanische Verhalten eines gemischtkörnigen Bodens wird durch das Verhältnis von Fein- und Grobkorn bestimmt. Bei geringem Feinanteil besteht das tragende Korngerüst ausschließlich aus groben Körner, während diese bei sehr hohem Feinanteil nur noch in den feinen Körnern "schwimmen". Somit wird das mechanische Verhalten je nach Zusammensetzung der binären Mischung vom Fein- oder Grobkorn bestimmt.
Um den Einfluss des Feinanteils näher zu untersuchen, werden mechanische Versuche an binären Mischungen von Fein- und Grobsand in unterschiedlichen Mischverhältnissen durchgeführt. Außerdem soll der Einfluss des Feinsandanteils auf die Dichte untersucht werden. Folgende Versuche sollen im Rahmen dieser Arbeit durchgeführt werden:
- Lagerungsdichten
- Ödometerversuche
- Scherversuche
© Institut für Geotechnik
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
NameDipl.-Ing. Selma Schmidt
Forschung, Lehre: BIW2-03, BIWE-04
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In der Bodenmechanik hängen viele mechanische Größen (z.B. Peak-Reibungswinkel oder Steifigkeit) vom Bodenzustand. Dieser wird ausgedrückt durch die Porenzahl oder den Porenanateil. Beide Größen werden üblicherweise aus der Trockendichte und der Korndichte abgeleitet. Während man die Korndichte relativ zuverlässig bestimmen kann, stellt die Dichtebestimmung in vielen Böden (weiche Feinkorn oder scharfkantige Böden) eine Herausforderung dar. Schwierig stellt sich dabei die Bestimmung des Volumens heraus.
In dieser Arbeit soll über eine Methode zur Volumenbestimmung über die Auswertung von Fotos verwendet werden, um das Volumen zu bestimmen. Die Ergebnisse sollen mit den klassischen Methoden (Ausstechzylinder, Densitomterversuch, ...) verglichen werden.
Zudem sind Rand- und Fehlereinflüße zu validieren.
Die Aufgabe kann als Diplom- oder in einer verkürzten Form auch als Projektarbeit durchgeführt werden.
Schlagwörter
Laborversuche: Durchführung und Auswertung, Photogrammmetrie
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDr.-Ing. Markus Uhlig
Verantwortlicher für das Labor; Module: BIW2-18, BIW3-04, BIW4-10
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Neuffer-Bau (NEU), Labor NEU 07 George-Bähr-Str. 1a
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Die Drucksondierung ist ein weithin verwendetes indirektes Baugrunderkundungsverfahren. Immer wieder wird mit den Sondierungen auch der Bodentyp bestimmt. Es gibt hierzu zahlreiche Interpretationsansätze in der Literatur.
In dieser Arbeit sollen in einem bestehenden Programm, aus dem auch das Bild stammt, weitere Ansätze zur Bodentypbestimmung implentiert werden. Ergänzend kann eine Implementierung von empirischen Ansätzen bei dem Durchfahren von Schichtgrenzen ergänzt werden.
Zudem kann ist ein Verfahren entwickelt werden, mit welchen die Ansätze automatisiert mit einer Bodenansprache aus einem Bohrkern vergleichen werden können.
Die Arbeit kann als Diplomarbeit oder in verkürzter Form (eine Teilaufgabe) auch als Projektarbeit durchgeführt werden. Für diese Arbeit sind Vorkenntnisse in der Programmierung notwendig. Es bestehen bereits Vorüberlegungen zu den Implentierungen der Bodentypen und dem Vergleichstool der automatisierten Bodenansprache mit den Drucksondierungen.
Schlagwörter
Literaturrecherche, Auswertung von Drucksondierungen, Programmierung
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDr.-Ing. Markus Uhlig
Verantwortlicher für das Labor; Module: BIW2-18, BIW3-04, BIW4-10
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Die Bodenklassifikation wird fast bei allen Bauvorhaben mit Geotechnischen Bericht realisiert. Ein wichtiger Bestandteil davon sind die Ausroll- und teilweise auch die Schrumpfgrenze.
In dieser Arbeit sollen die Vorgänge bei beiden Versuchen näher untersucht werden. Dazu ist zunächst eine Literaturrecherche durch zu führen. Zudem sind an verschiedenen Materialien mehrere Versuche selbst durchzuführen, dabei sind zusätzlich zur normalerweise üblichen Messung der Wassergehalte auch die Dichten zu bestimmen. Dazu soll ein Mikroskop zur Vermessung verwendet werden.
Die Aufgabe kann als Diplom- oder in einer verkürzten Form auch als Projektarbeit durchgeführt werden.
Schlagwörter
Laborversuche: Durchführung und Auswertung, Mikroskopie
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDr.-Ing. Markus Uhlig
Verantwortlicher für das Labor; Module: BIW2-18, BIW3-04, BIW4-10
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Der Fallkegelversuch wird im Labor zur Bestimmung der undrainierten Scherfestigkeit und zur Bestimmung der Fließgrenze verwendet.
In dieser Arbeit sollen die Fehlereinflüsse aus den Versuchsrandbedingungen heraus gearbeitet werden. Das Bild zeigt beispielhaft einen möglichen Einflussfaktor: der Kegelgeometrie und Kegelrauigkeit.
Für die Quantifizierung der Einflussfaktoren sind zahlreiche Ideen zur Separierung der Faktoren notwendig. Dazu sollen auch der Versuchsaufbau des eigentlichen Versuchs immer wieder verändert bzw. entwickelt werden, um einzelne Faktoren möglichst genau quantifizieren zu können.
Schlagwörter
Laborversuche: Durchführung und Auswertung, Literaturrecherche
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDr.-Ing. Markus Uhlig
Verantwortlicher für das Labor; Module: BIW2-18, BIW3-04, BIW4-10
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Im Labor werden standardmäßig isotrop konsolidierte Triaxialproben abgeschert. In der Natur liegen aber typischerweise anisotrope Spannungsverhältnisse vor.
In dieser Arbeit sollen Triaxialversuche in mit anisotroper und isotroper Konsolidation durchgeführt werden. Ziel ist den Einfluss der anisotropen Konsolidation heraus zu arbeiten.
Zudem kann ist eine Gerätesteuerung für die Steuerung eines Triaxialversuches mit anisotroper Konsolideeriung entworfen und weiter entwickelt werden.
Die Arbeit kann als Diplomarbeit oder in verkürzter Form (eine Teilaufgabe) auch als Projektarbeit durchgeführt werden. Für diese Arbeit sind Vorkenntnisse in der Programmierung empfehlenswert.
Schlagwörter
Druchführung und Auswertung von Triaxialversuchen, Programmierung
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDr.-Ing. Markus Uhlig
Verantwortlicher für das Labor; Module: BIW2-18, BIW3-04, BIW4-10
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Ein überkonsolidierter Boden hat in der Vergangenheit größere Spannungen erfahren als aktuell vorhanden. Diese Vorbelastung kann verschiedene Gründe haben, z.B. Aushub darüberliegender Bodenschichten, geologische Überformung, bautechnische Vorbelastung. Bei Proben welche in-situ entnommen wurden, ist diese Vorbelastungsspannung nicht immer bekannt.
Ziel dieser Abschlussarbeit ist es die Vorbelastungsspannung einer ungestörten Probe mit verschiedenen Methoden zu bestimmen. Hierfür sollen Proben im Labor künstlich vorbelastet und danach wieder entlastet werden. Mittels verschiedener Methoden soll diese Vorbelastung ermittelt werden.
Weiterhin soll überprüft werden, ob die Vorbelastungsspannung auch durch eine Änderung des Zusammenhanges zwischen Scherwellengeschwindigkeit und Konsolidierungsspannung ermitteln lässt. Hierfür sollen Versuche mit Bender-Elementen durchgeführt werden um die Scherwellengeschwindigkeit der Proben zu bestimmen.
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDr.-Ing. Markus Uhlig
Verantwortlicher für das Labor; Module: BIW2-18, BIW3-04, BIW4-10
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div Steuerelement
Am Institut für Geotechnik wird aktuell das Bodenverhalten eines gemischtkörnigen Bodens intensiv untersucht. Bei der Bestimmung der Korngrößenverteilung dieses Bodens, stellte sich heraus, dass diese gewissen Streuungen unterliegt.
Band der Korngrößenverteilung des gemischtkörnigen Bodens
Im Rahmen der Arbeit soll daher untersucht werden wie die Korngrößenverteilung des Bodens das mechanische Verhalten und somit auch die Stoffparameter des Hypoplastischen Stoffmodells (ohne Intergranulare Dehnung) beeinflusst. Dazu sollen im Labor Ödometer- und Triaxialversuche an selbst hergestellten Mischungen, die die obere und die untere Grenze der Korngrößenverteilung abbilden, durchgeführt werden. Mit den Ergebnissen werden anschließend die Stoffparameter des Hypoplastischen Stoffmodell kalibriert.
Das Ziel soll es schließlich sein, die Unschärfe in den Stoffparametern infolge der Korngrößenverteilung auszuarbeiten und eine Spannweite für die einzelnen Parameter anzugeben.
© Institut für Geotechnik
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDipl.-Ing. Sebastian Ullmann
Forschung, Modul BIW2-03
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Ein Themenschwerpunkt am Institut für Geotechnik ist die Entwicklung und Verifizierung von Stoffmodellen für Böden. Dazu wird derzeit ein großmaßstäblicher Modellversuch aufgebaut und mit zahlreichen Sensoren instrumentiert. Ziel ist es, das Bodenverhalten nicht nur in typischen kleinmaßstäblichen Laborversuchen, sondern auch unter in-situ-ähnlichen Bedingungen mit natürlichen Einflüssen wie Temperaturänderungen, Änderungen des Sättigungsgrades des Bodens, aber auch infolge zyklischer Verkehrsbelastung untersuchen zu können.
Begleitend zum Aufbau des Großversuchs soll in der Arbeit deshalb ein numerisches Modell des Großversuchs entwickelt werden, mit welchem anschließend das Verhalten fortgeschrittener Stoffmodelle untersucht werden kann.
Die Simulationen werden mit der, speziell für geotechnische Anwendung entwickelten, Software numgeo durchgeführt.
© Institut für Geotechnik
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDipl.-Ing. Sebastian Ullmann
Forschung, Modul BIW2-03
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