Forschung … Methodik
Stand: 06.02.2024
Im Rahmen der Grundlagenforschung und der Angewandten Forschung wenden wir u. a. folgende Methoden an.
Experimentelle Bodenmechanik
- Bestimmung der Korngrößenverteilung nach DIN EN ISO 17892-4 bzw. DIN 18123
- Bestimmung des Wassergehalts nach DIN EN ISO 17892-1 bzw. DIN 18121
- Bestimmung der Zustandsgrenzen kohäsiver Böden nach DIN EN ISO 17892-12 bzw. DIN 18122
- Bestimmung der Dichte nach DIN EN ISO 17892-2 bzw. DIN 18125
- Bestimmung der Korndichte nach DIN ENb ISO 17892-3 bzw. DIN 18124
- Bestimmung der lockersten und dichtesten Lagerung kohäsionsloser Böden nach DIN 18126
- Bestimmung des Kalkgehalts nach DIN 18129
- Bestimmung des Glühverlusts nach DIN 18128
- Bestimmung des Wasseraufnahmevermögens nach DIN 18132
- Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit des Bodens nach DIN ISO/TS 17892-11V bzw. DIN 18130
- Bestimmung der Proctordichte und des optimalen Wassergehalts nach DIN 18127
- Bestimmung des Reibungswinkels im kritischen Zustand aus Schüttkegelversuchen
- Bestimmung der Abrasivität mit dem Abrasimeter nach ANFOR NF P 18-579
- Suspensionsprüfung (Suspensionsdichte, Auslaufzeit mit dem Marsh-Trichter, Ausbreitmaß, Fließgrenze mittel Kugelharfe, Filtratwasserabgabe, Absetzmaß im Standzylinder)
- Bestimmung der Viskosität mit dem Labo-Rheometer
- Durchlässigkeitsversuch mit konstanter Druckhöhe
- Durchlässigkeitsversuch mit fallender Druckhöhe
- Ödometerversuche (IL, CRS, Kriechen, Schwellen, Softödometer zur Ermittlung von K0)
- Rahmenscherversuche (konstante Auflast, konstantes Volumen, konstante Steifigkeit, monotone/zyklische Belastung)
- Ringscherversuche
- Triaxialversuche (CD, CU, UU, Sonderversuche mit vorgegebenem Spannungspfad)
- Einaxialer Druckversuch
- Einfachscherversuche (monotone/zyklische Belastung, konstante Auflast, konstantes Volumen oder konstante Steifigkeit, multiaxiale Scherung bei kontinuierlicher Änderung der Scherrichtung, Untersuchung von Kapillareffekten)
- Resonant-Column Test
- Laborflügelsonde
- Lichtmikroskopie
- Computertomografie (CT)
- 1g-Modellversuche
- ng-Modellversuche in Zentrifugen in Kooperation mit dem Centre of Offshore Foundatiion Systems (COFS) an der University of Western Australia (UWA) in Perth
- Versuche im halbtechnischen oder technischen Maßstab (Prototypversuche)
- Messung von Verschiebungen, Dehnungen, Kräften, Spannungen, Geschwindigkeiten, Beschleunigungen etc.
- Dispersionswellenmessung
Laborversuche
Klassifizierungsversuche
Durchlässigkeitsversuche
Versuche zur Ermittlung des Spannungs-Dehnungs-Verhaltens
Versuche zur Ermittlung des Kapillardruck-Sättigungs-Verhaltens
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Bildgebende Verfahren
Modellversuche (Physical Modelling)
Feldversuche
Theoretische Bodenmechanik
- Mehrphasenmodelle für den gesättigten und teilgesättigten Boden auf der Grundlage der Kontinuumsmechanik
- Entwicklung eines Stoffmodells für den Übergang Boden → Beton im Zuge der numerischen Optimierung
- Untersuchung der Kapillarität in teilgesättigten Böden
Numerische Bodenmechanik
- Maßgebende Gleichungen: Terzaghi's Konsolidierungstheorie, Biot's Theorie der Poroelastizität, Mischungstheorien
- Numerische Methoden:
- Finite-Elemente-Methode (FEM) mit Lagrange-Ansatz für kleine bis moderate Bodenverformungen
- Finite-Elemente-Methode (FEM) mit gekoppeltem Euler-Lagrange-Ansatz (CEL) für große Bodenverformungen
- Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) für große Bodenverformungen
- Material Point Method (MPM) für große Bodenverformungen
- Kalibrierung von Stoffmodellen
Kontinuumsansatz (makroskopische Modelle)
- Maßgebende Gleichungen: Newtonsche Bewegungsgleichungen
- Numerische Lösung der Gleichungen: Diskrete-Elemente-Methode (DEM)
Partikelansatz (mikroskopische Modelle)
- Mehrskalenmodelle basierend auf der Kontinuumsmechanik für das Porenfluid und der Partikelmechanik für das Korngerüst
- Kontinuumsmechanische Feldgleichungen für das Porenfluid
- Newtonsche Bewegungsgleichungen für die Partikel des Korngerüsts
- CFD-DEM aufgelöst (mehere Fluidzellen pro Partikel) oder nicht-aufgelöst (mehrere Partikel pro Fluidzelle)
- Mehrskalenmodelle basierend auf Boltzmann's kinetischer Theorie für das Porenfluid und der Partikelmechanik für das Korngerüst
- Boltzmann-Gleichung für das Porenfluid
- Newtonsche Bewegungsgleichungen für die Partikel des Korngerüsts
- LBM-DEM in Kooperation mit Prof. Krishna Kumar
Hybride Ansätze (Multiskalenmodelle)
Numerische Optimierung
- Numerische multikriterielle Optimierung in Kombination mit numerischer Simulation
Erdstatische Analysen
- Zum Beispiel Kinematische-Elemente-Methode (KEM), Gleitkreisanalysen etc.