Jahresbericht 2016 G² Gruppe Geotechnik

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6 Lehre, Studium, Weiterbildung Lehre, Studium, Weiterbildung Projekt Geotechnik Exkursion zum Tunnel Hirschhagen Neben den Vorlesungen und Seminaren bieten wir den Studierenden zusätzlich praxisnahe Lehrbausteine wie Exkursionen, Projekte und Praxisvorträge an, die wir nachfolgend exemplarisch für 2016 vorstellen. Exkursionen Den Tunnel Hirschhagen bei Kassel haben wir mit den Studierenden im Fach Fels- und Tunnelbau besichtigt. Nach der Erläuterung der Neuen Österreichischen Tunnelbauweise durch das Unternehmen BARESEL ging es mit Kleinbussen in den Tunnel. Es erfolgte gerade das Schuttern (Aufladen) des ausgesprengten Materials sowie der Anker- und Gurteinbau einschließlich der Spritzbetonherstellung. Außerdem konnten wir die Folienverlegung im Ulmen- und Firstbereich, die Betonage mit den speziellen Tunnelschalwagen und die cut and cover Bauweise verfolgen. Exkursionen im Fach Geotechnik führten uns auch auf die Baustelle der A 72. Hier erläuterte uns das Unternehmen BAUER-Spezialtiefbau die Baugrundverbesserung durch Rüttelstopfverdichtung und Austauschbohrungen. Die Firma KELLER Grundbau erklärte uns auf Baustellen in Leipzig die Herstellung einer wasserdichten Baugrube durch eine überschnittene Bohrpfahlwand mit einer HDI-Sohle und die Herstellung einer verankerten Trägerbohlwand. Im Fach Umweltgeotechnik besuchten wir die Deponie Cröbern bei Leipzig. Die Aufgabe im Projekt Geotechnik besteht darin, dass Masterstudenten in Zweiergruppen ein Baugrundgutachten inklusive aller technischen Arbeiten für ein tatsächliches Bauprojekt erstellen. Ziel dieses Projektes ist es, das die Studierenden alle erworbenen geotechnischen Fähigkeiten in einem Gesamtprojekt bündeln und anwenden. Die Gruppen müssen dazu die Bauaufgabe analysieren, durch Recherchen Daten zum Baufeld sammeln, die erforderlichen Erkundungen sowie die Bodenanalysen eigenständig planen und unter Anleitung ausführen. Aufbauend auf rechnerbasierten erdstatischen Berechnungen und Nachweisen muss abschließend eine Gründungsempfehlung mit Ausführungsüberlegungen erarbeitet, präsentiert und verteidigt werden. Die Betreuung erfolgte durch die G² Gruppe Geotechnik. Sondervorlesungen Im Masterstudium bieten wir für vertiefende Themen Sondervorlesungen an. So erfahren die Studierenden durch Praxisvortragende von typischen Anforderungen, bautechnischen Besonderheiten und von Anwendungsbeispielen. In den Fächern Geotechnische Bauwerksüber - wachung und Flächengründungen fanden die Vorlesungen »Dynamische Probelastungen und Pfahlintegritätsprüfung« von Herrn Dr.-Ing. M. Schallert von der Gesellschaft für Schwingungsuntersuchung und dynamische Prüfmethoden Mannheim und »Geophysik in der Baugrunderkundung an Beispielen« von Herr Dipl.-Geophysiker T. Hohlfeld von Geophysik und Geotechnik Leipzig statt. Wir suchen immer spannende Exkursionsmöglichkeiten, Objekte für das Projekt Geotechnik und neue Sondervorlesungsthemen aus der Praxis. Wenn Sie etwas Interessantes haben, melden Sie sich gern bei uns, wir freuen uns auf diesbezügliche Einladungen.
Unsere Forschungsthemen 7 Unsere Forschungsthemen Überblick über die geotechnischen Forschungsschwerpunkte in 2016 Tiefwirkende Verdichtung – unser FuE-Projekt DynIm Die anwendungsnahe Forschung zur effektiven Bodenverdichtung und -verbesserung ist eine Kernkompetenz der G² Gruppe Geotechnik. Auf Basis des erfolgreich abgeschlossenen Projekts ECOmpact wurde im Frühjahr mit der Bearbeitung des neuen, darauf aufbauenden Forschungsvorhabens DynIm begonnen. Zielstellung ist die Verbesserung bzw. Neuentwicklung von Verfahren zur Bodenverdichtung mit einer Wirktiefe von bis zu 5m unter impulsartiger Anregung. Erstmals soll der Effekt einer künstlich erzeugten kinetischen Energie auf die Wirktiefe und die Flächenleistung untersucht werden. Zwei wesentliche Merkmale kennzeichnen das Projekt: Zum einen ist das Projektteam interdisziplinär zusammengesetzt und besteht neben zwei Bauingenieuren auch aus einem Maschinenbau- und einem Elektroingenieur. So sind wir in der Lage, übliche Gedankenwege zu verlassen und neue Ideen schnell und effektiv zu hinterfragen und umzusetzen. Wir werden damit den wachsenden Anforderungen des verzahnten wissenschaftlichen Arbeitens gerecht. Zum anderen können wir auf unsere erprobten Prüfwerkzeuge (numerische Simulation in ABAQUS, kleinskalige Versuche unter Laborbedingungen und Versuche im Feld) zurückgreifen und diese an die Fragestellungen anpassen. Das Jahr 2016 war vor allem durch die Weiterentwicklung unserer Prüfwerkzeuge und umfangreiche, experimentelle Studien in unseren Versuchsständen geprägt. Wir führen unsere numerischen Simulationen nun mit dem hypoplastischen Stoffgesetz mit der Erweiterung der intergranularen Dehnungen durch. Mit diesem aktuellen Stoffgesetzt sind wir in der Lage, bodendynamische Prozesse entsprechend dem aktuellen wissenschaftlichen Stand abzubilden. Die Implementierung und Kalibrierung wurde in Rücksprache mit Prof. von Wolffersdorff und Prof. Herle erfolgreich durchgeführt. Durch die vorhandene dynamische Triaxialanlage konnten wir die Ermittlung und Kalibrierung der hypoplastischen Stoffgesetzparameter zu großen Teilen selber durchführen. Für unsere kleinskaligen Versuchsaufbauten, in denen wir das Bodenverhalten in einem Schnittmodell beobachten können, wurde eine neue Hochgeschwindigkeitskamera angeschafft. Diese zeichnet die Bodenreaktion mit einer Auflösung von mehr als 1.600 Bilder je Sekunde (mehr als Full HD) auf. Damit konnte die Datenqualität unserer Versuchsaufbauten weiter verbessert werden. Ferner wurde ein Modul mit künstlich erzeugter kinetischer Energie für einen Versuchsstand entwickelt und hergestellt, mit dem wir bestehende Fallgewichte beaufschlagen können. In einer umfangreichen Studie wurde ein Modell der dynamischen Intensivverdichtung unter Erdschwere in unseren Versuchsaufbauten untersucht. Wir sind dabei der Frage nachgegangen, welchen Einfluss die kinetische Energie und die Form des Verdichtungswerkzeuges auf die Wirktiefe und auf die Flächenleistung des Sys tems hat. Für 2017 planen wir erste Versuche mit unserem kinematischen Modul der dynamischen Intensivverdichtung, Feldversuche und weitere numerische Berechnungen. Projektdaten: Förderkennzeichen: MF150157 Förderprogramm: INNO-KOM-OST Laufzeit: 4/2016–8/2018 Projektbearbeiter: Holger Pankrath, Alexander Knut, Rosa Ocaña Atencio, Daniel Käßler Links: Versuche am Modell kasten M Mitte: Systemskizze zur impulsartigen Boden verdichtung Rechts: impulsartig und dynamisch arbeitende Verdichtungsgeräte
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