Forschungsprojekte

Stand: 01.07.2020 (hst)

Laufende Forschungsprojekte

  • Multiskalenmodellierung physikalischer Prozesse an der Grenzfläche Wasser-Boden
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG-Verbundprojekt GR 1024/22-2
    Laufzeit: 01.07.2018 bis 31.07.2020
    Sachbearbeiterin: Manuela Kanitz
  • Mechanisch-hydraulische Wechselwirkung in wasserdurchlässigen Fahrbahnaufbauten unter Berücksichtigung teilgesättigter Zustände
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG-Verbundprojekt GR 1024/25-2 und OE 514/4-2
    Laufzeit: 16.11.2018 bis 15.11.2020
    Sachbearbeiter: Tom Törzs
  • Wellenausbreitung und Schockfrontbildung bei hochenergetischen Einwirkungen im gesättigten Boden
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG-Projekt GR 1024/29-2
    Laufzeit: 01.09.2018 bis 31.08.2020
    Sachbearbeiter: Alexander Chmelnizkij
  • Investigation of gas migration as a TRIggering mechanism for Submarine landslides on COntinental slopes (TRISCO)
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG-Verbundprojekt GR 1024/35-1 und UR 226/3-1
    Laufzeit: 01.07.2019 bis 30.09.2021
    Sachbearbeiterin: Pauline Kaminski
  • Graduiertenkolleg "Prozesse in natürlichen und technischen Partikel-Fluid-Systemen (PintPFS)"
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft, GRK 2462/1
    Laufzeit: 01.03.2019 bis 31.08.2023
    • Untersuchung des hysteretischen Kapillardruck-Sättigungs-Verhaltens teilgesättigter Böden mit Computertomografie und numerischen Methoden
      Sachbearbeiter: Dr. Marius Milatz (Postdoc)
      Laufzeit: 01.03.2019 bis 21.08.2023
    • Kapillarer Kollaps
      Sachbearbeiterin: Nicole Hüsener (Stipendiatin Kohorte 1)
      Laufzeit: 16.05.2019 bis 15.05.2022
    • Helena Braun-Heilmann (Verwaltung)
      Laufzeit: 01.03.2019 bis 31.08.2023)
  • Mikroskalige Betrachtung des hydraulisch-mechanischen Verhaltens teilgesättigter granularer Böden mittels der Computertomografie
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG-Projekt MI 2397/2-1
    Laufzeit: 16.01.2020 bis 15.01.2022
    Sachbearbeiter: Dennis Heinrich, M. Sc
  • Nutzung dynamischer geotechnischer Systeme zur sorptionsgestützten nachhaltigen Klimatisierung (DynGSGK)
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Projektträger Jülich (PtJ), Förderkennzeichen AZ 03ET1421A
    Laufzeit: 16.09.2016 bis 31.10.2020
    Sachbearbeiter: Matthias Schuck
  • Nachträgliche Tragfähigkeitserhöhung von Offshore-Pfahlgründungen - Teilprojekt Traglasterhöhung von Pfählen durch gezielte nachträgliche Verpfopfung (TOP)
    Förderung: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU), Projektträger Jülich (PtJ), Förderkennzeichen AZ 0324048A
    Laufzeit: 01.09.2016 bis 31.12.2020
    Sachbearbeiter: Dominik Zobel
  • Optimierte Auslegung von kombinierten Stahlspundwänden für den Einbringvorgang und den Endzustand
    Förderung: Forschungsvereinigung Stahlanwendung (FOSTA e.V.), FOSTA-Verbundprojekt 1327, Projektträger: Arbeits­gemeinschaft industrieller Forschungs­vereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), IGF-Vorhaben Nr. 19937 N
    Laufzeit: 01.06.2018 bis 30.11.2020
    Sachbearbeiter: Jannik Beuße
  • Entwicklung eines MRS-Systems zur Vermeidung des Umkippens von mobilen Baumaschinen auf nachgebendem Planum
    Förderung: Forschungsvereinigung Baumaschinen und Baustoffanlagen (FVB), Projektträger: Arbeits­gemeinschaft industrieller Forschungs­vereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), IGF-Vorhaben 20348 N
    Laufzeit: 01.07.2019 bis 30.12.2021
    Sachbearbeiter: Francisco Williams Riquer
  • Untersuchungen zum Rütteldruckverfahren, Rüttelstopfverfahren und geotextilummantelten Säulen
    Förderung: Deutscher Akademischer Austauscgdienst (DAAD)
    Laufzeit: 01.10.2016 bis 30.09.2020
    Sachbearbeiterin: Spasha Nagula Sinduri
  • Kavitatives Rammen und schnelles Ziehen von Bauteilen im gesättigten Boden
    Förderung: Technische Universität Hamburg (TUHH)
    Laufzeit: 01.05.2020 bis 30.04.2023
    Sachbearbeiter: Diaa Alkateeb
  • Bemessung geotechnischer Konstruktionen mit numerischen Methoden
    Förderung: Technische Universität Hamburg (TUHH)
    Laufzeit: 01.02.2019 bis 31.01.2023
    Sachbearbeiter: Paul Vogel
  • Hydraulisches Lösen des Bodens
    Förderung: Technische Universität Hamburg (TUHH)
    Laufzeit: 01.09.2018 bis 31.08.2022
    Sachbearbeiter: Rahul Somasundaram
  • Einfluss unscharfer Bodenmodelle auf den Entwurf und die Bemessung geotechnischer Konstruktionen
    Förderung: Technische Universität Hamburg (TUHH)
    Laufzeit: 01.01.2020 bis 31.12.2023
    Sachbearbeiter: Timon Burgwedel
  • Untersuchungen zu den Ursachen bzw. den Einflussfaktoren der geringen Tragfähigkeit der Stahlrammpfähle im unteren Vorhafen des SHW Niederfinow
    Auftraggeber: Bundesanstalt für Wasserbau (BAW), TUTECH-Projekt 176079
    Laufzeit: 01.12.2019 bis 30.11.2022
    Sachbearbeiter: Christopher Tinat
  • Nautische Tiefe in Liegewannen mit Fluid Mud
    Auftraggeber: Hamburg Port Authority (HPA), TUTECH-Projekt 176078
    Laufzeit: 01.09.2018 bis 31.08.2021
    Sachbearbeiter: Duc Michael Nguyen
  • Numerische Simulation der Ankereindringtiefe
    Auftraggeber: 50hertz Transmission GmbH
    Laufzeit: 01.06.2020 bis 31.05.2022
    Sachbearbeiter: Duc Duy Pham Dao

Laufende und abgeschlossene Projekte sortiert nach Themenschwerpunkten

Erläuterung zu den Abkürzungen:

  • Interne Forschung (INF): Forschungsprojekte, die aus Mitteln der TUHH gefördert werden.
  • Werner Möbius Stiftung (WMS): Forschungsprojekte, die aus den Mitteln der Werner Möbius Stiftung gefördert werden.
  • Antragsforschung (ANF): Forschungsprojekte, die bei verschiedenen Förderinstitutionen wie Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Behörde für Wissenschaft und Forschung der Stadt Hamburg (BWF), Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMU), Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF) beantragt wurden.
  • Auftragsforschung (AUF): Größere Forschungsprojekte, die im Auftrag von Forschungseinrichtungen, Behörden, Verbänden oder Firmen durchgeführt werden.
Nr.ForschungsprojektTypFörderungZeitraumBearbeiterStatus

A

Hydraulisches Lösen des Bodens

-01TUHH-Projekt "Experimentelle und numerische Untersuchungen zum Düsenstrahlverfahren"INFTUHH1999-2001Jürgen SteinAbgeschlossen
-02DFG-Projekt GR 1024/1-1 "Grundsatzversuche zum Düsenstrahlverfahren"ANFDFG2001-2003Jürgen SteinAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 8
-03TUHH-Projekt "Numerische Modellierung von hydrodynamischen Vorgängen an der Grenzschicht Oberflächenwasser/Boden auf der Grundlage der SPH"INFTUHH2012-2014Bozhana KocakAbgeschlossen
-04DFG-Projekt GR 1024/21-1 "Hydraulisches Lösen des Bodens", numerische Modellierung des Düsenstrahlverfahrens mit der SPHANFDFG2014-2016Bozhana KocakAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe, Heft 39
-05TUHH-Projekt "Experimentelle und numerische Untersuchungen zum hydraulischen Lösen des Bodens"INFTUHH2018-2022Rahul SomasundaramLäuft

B

Verkehrsbedingte Erschütterungen im Untergrund

-01DESY-Projekt "Verkehrsbedingten Erschütterungen im Untergrund - Feldmessungen, theoretische und numerische Untersuchungen"AUFDESY2002-2006Thorsten BiererAbgeschlossen, interner Bericht, Dissertation in  Veröffentlichungsreihe Heft 13
-02DESY-Projekt "Verkehrsbedingten Erschütterungen im Untergrund - Dispersionswellenmessung"AUFDESY2006-2007Stephan WendtAbgeschlossen, interner Bericht

C

Gewollte und ungewollte Verdichtung des Bodens

-01TUHH-Projekt "Numerische Simulation der Verdichtung rolliger Böden mittels Vibrationswalzen"INFTUHH1999-2003Martin KelmAbgeschlossen, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 6
-02TUHH-Projekt "Verdichtung von rolligen Böden infolge dynamischer Pfahleinbringung und durch Oberflächenrüttler"INF
TUHH
2003-2007Klaus-Peter MahutkaAbgeschlossen, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 15
-03DFG-Projekt GR 1024/29-1 "Wellenausbreitung und Schockfrontbildung bei hochenergetischen Einwirkungen im gesättigten Boden" (1. Projektphase)ANFDFG2016-2020Alexander ChmelnizkijDFG-Zwischenbericht und Fortsetzungsantrag 2018
-04DFG-Projekt GR 1024/29-2 "Wellenausbreitung und Schockfrontbildung bei hochenergetischen Einwirkungen im gesättigten Boden" (2. Projektphase)ANFDFG2018-2020Alexander ChmelnizkijLäuft

D

Tragverhalten von Kaimauerkonstruktionen

-01TUHH-Projekt "Experimentelle Untersuchungen zum instationären Wasserdruck auf Kaimauern"INFTUHH2001-2002Björn MardfeldtAbgeschlossen, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 11
-02Numerische Untersuchungen zum Verformungsverhalten der Kaimauerkonstruktion des Container Terminal AltenwerderAUFHPA2002-2003Björn MardfeldtAbgeschlossen, interner Bericht,
Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 11
DFG-Graduiertenkolleg GRK 1096 "Seehäfen für Containerschiffe zukünftiger Generationen"
-03Stipendiat Kohorte 1 "Herstellungseinflüsse aus Pfahlrammung im Kaimauerbau" ANFDFG2005-2008Sascha HenkeAbgeschlossen, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 18
-04Stipendiat Kohorte 2 "Numerische Modellierung geotechnischer Prozesse mit großen Bodenverformungen auf der Grundlage der FEM mit dem gekoppelten Euler-Lagrange Ansatz"ANFDFG2009-2011Gang QiuAbgeschlossen, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 24
-05Stipendiat Kohorte 3 "Numerische Modellierung von Bodenankern"Untersuchungen zur Durchführung von Rütteldruckverfahren (RDV) und zur Herstellung von Rüttelstopfsäulen (RSV) und von geotextilummantelten Säulen (GEC)ANFDFG2012-2013Torben PichlerAbgebrochen
-06Stipendiat Kohorte 3 "Dynamische FE-Analysen mit direkter expliziter Zeitintegration für den gesättigten Boden unter Beachtung der mechanisch-hydraulisch gekoppelten Feldgleichungen"ANFDFG2012-2014Thorben HamannAbgeschlossen, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 34
DFG-Abschlussbericht 2014
-07Bemessung von Kaimauerkonstruktionen mit numerischen MethodenINFTUHH2019-2013Paul VogelLäuft

E

Tragverhalten von Pfählen

-01TUHH-Projekt "Anwachsen von Verdrängungspfählen"INFTUHH2003-2005Florian KönigAbgeschlossen
-02DFG-Projekt GR 1024/2-1 "Anwachsen von Verdängungspfählen"ANFDFG2005-2007Florian KönigAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe, Heft 17
-03TUHH-Projekt "Verformungsverhalten von Pfählen unter zyklischer Belastung"INTTUHH2005-2007Jan DührkopAbgeschlossen
-04DFG-Projekt GR 1024/6-1 "Einfluss von Aufweitungen auf überwiegend horizontal beanspruchte Pfähle"ANFDFG2006-2008Jan DührkopAbgeschlossen, DFG-Zwischenbericht
-05DFG-Projekt GR 1024/6-2 "Einfluss von Aufweitungen auf überwiegend horizontal beanspruchte Pfähle"ANFDFG2008-2009Jan DührkopAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 20
-06DFG-Projekt GR 1024/2-3 "Anwachsen von Verdrängungspfählen"ANFDFG2010-2012Philipp BuschAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe, Heft 17
-07DFG-Projekt HE 5445/1-1 "Mechanismen der Pfropfenbildung in offenen Querschnitten in Abhängigkeit des Einbringverfahrens"ANFDFG2010-2012Sascha HenkeAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht, Habilitation in Veröffentlichungsreihe, Heft 29
-08Feldmessungen zum Tragverhalten von TeilverdrängerbohrpfählenAUFBAUER2010Philipp BuschAbgeschlossen, interner Abschlussbericht
-09DFG-Projekt GR 1024/12-1 "Grundsatzuntersuchungen zur Drift von Pfählen unter zyklischer Horizontallast bei zeitlich veränderlicher Lastrichtung und zur Reduzierung der Pfahldrift"ANFDFG2010-2011, 2013-2014Christina RudolphAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 32
-10 Experimentelle Untersuchungen zur Herstellung von TeilverdrängerbohrpfählenINFTUHH2011-2014Philipp BuschAbgeschlossen
-11BMU-Projekt "Neuartige Gründungspfähle für Offshore-Windenergieanlagen - Bau und Betrieb eines Testfeldes"ANFBMU2012-2013Christina RudolphAbgeschlossen, BMU-Abschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 32
-12DFG-Projekt GR 1024/12-2 "Grundsatzuntersuchungen zur Drift von Pfählen unter zyklischer Horizontallast bei zeitlich veränderlicher Lastrichtung und zur Reduzierung der Pfahldrift"ANFDFG2014-2016Astrid CarstensenAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht
-13BMU-Verbundprojekt "TOP - Nachträgliche Tragfähigkeitserhöhung von Offshore-Pfahlgründungen, Teilprojekt: Traglasterhöhung von Pfahlen durch gezielte nachträgliche Verpfopfung"ANFBMU2016-2020Dominik ZobelLäuft
-14TUHH-Projekt "Entwinklung eines Bettungsmodell für Pfähle unter seitlicher Belastung mit veränderlicher Lastrichtung"INTTUHH2018-2019Anne HagemannAbgeschlossen
-15DFG-Projekt GR 1024/37-1 und WI 3810/5-1 "Holistic approach for the design of single piles and pile groups"ANFDFG2019-2022Anne HagemannLäuft
-16BAW-Projekt "Untersuchungen zu den Ursachen bzw. den Einflussfaktoren der geringen Tragfähigkeit der Stahlrammpfähle im unteren Vorhafen des SHW Niederfinow"AUFBAW2019-2022Christopher TinatLäuft
-17TUHH-Projekt "Extraktion von Bauteilen aus dem gesättigten Boden"INTTUHH2020-2023Diaa AlkateebLäuft

F

Tragverhalten von Stahlspundwänden

-01AiF-Projekt "Entwicklung von effizienten Dimensionierungsgrundlagen für die Tragbohlen kombinierter Stahlspundwände"ANFAiF/FOSTA2009-2012Christoph SchallückAbgeschlossen, AIF-Abschlussbericht
-02Untersuchungen im Rahmen der Grundsatzaufgabe "Ausbildung von Dichtungsanschlüssen im Streckenbereich von Wasserstraßen"AUFBAW2011-2013Hatice KayaAbgeschlossen, interner Bericht
-03TUHH-Projekt "Ausbildung von Dichtungsanschlüssen im Streckenbereich von Wasserstraßen"INTTUHH2013-2016Hatice KayaAbgeschlossen, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 37
-04DFG-Projekt GR 1024/18-1 "Untersuchungen zum herstellungsbedingten Schlossversagen bei kombinierten Stahlspundwänden"ANFDFG2014-2017David OsthoffAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe, Heft 43
-05AiF/Fosta-Verbundprojekt 1327 "Optimierte Auslegung von kombinierten Stahlspundwänden für den Einbringvorgang und den Endzustand"ANFAiF/FOSTA2018-2020Jannik BeußeLäuft

G

Optimierung geotechnischer Verfahren und Konstruktionen

-01Internes Projekt "Optimierung in der Geotechnik"INFTUHH2005-2009Steffen KinzlerAbgeschlossen, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 23
-02DFG-Projekt GR 1024/9-1 "Finite Elemente basierte multikriterielle numerische Optimierung geotechnischer Tragsysteme für den Gebrauchszustand (FEMNOG)"ANFDFG2009-2011Tim PuckerAbgeschlossen, DFG-Zwischenbericht
-03Internes Projekt "Entwicklung eines Stoffmodells für den Übergang Boden → Beton für die FE-basierte multikriterielle numerische Optimierung geotechnischer Prozesse"   INTTUHH2011-2013Tim PuckerAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 28
-04DFG-Projekt GR 1024/9-3 "Finite Elemente basierte multikriterielle numerische Optimierung geotechnischer Tragsysteme für den Gebrauchszustand (FEMNOG)"ANFDFG2013-2015Karlotta SeitzAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht
-05WMS-Projekt "Optimierung von Prozessen bei Tunnelbohrmaschinen"WMSTUHH2014-2017Dominik ZobelAbgeschlossen
-06WMS-Projekt "Standsicherheit von Baumaschinen"WMSTUHH2015-2018Marius MilatzAbgeschlossen
-07fmthh-Verbundprojekt "Entwicklung bionischer Zahnimplantate mittels struktureller Optimierungsmethodik"ANFfmthh2015-2016Karlotta SeitzAbgeschlossen
-08TUHH-Projekt "Numerische Prozessoptimierung"INFTUHH2016-2020Jan Onne BackhausAbgeschlossen, Dissertation steht aus
-09TUHH-Doktorandenstipendium "Untersuchungen zur Durchführung von Rütteldruckverfahren (RDV) und zur Herstellung von Rüttelstopfsäulen (RSV) und von geotextilummantelten Säulen (GEC)"INFTUHH2016-2017Nagula Sparsha SinduriAbgeschlossen
-10DAAD-Doktorandenstipendium "Untersuchungen zur Durchführung von Rütteldruckverfahren (RDV) und zur Herstellung von Rüttelstopfsäulen (RSV) und von geotextilummantelten Säulen (GEC)"ANFDAAD2017-2020Nagula Sparsha SinduriLäuft
-11DFG-Projekt GR 1024/23-1 "Traglaststeigerung von geotechnischen Konstruktionen durch Scherfugenverfestigung (TGTSV)"ANFDFG2016-2019Karlotta SeitzAbgeschlossen, DFG-Zwischenbericht und Fortsetzungsantrag, Dissertation steht aus
-12DFG-Projekt 1024/27-1 "Influence of uncertain soil models on the construction and design of geotechnical structures" im Rahmen des DFG-Scherpunktprogramms SPP 1866 "Polymorphe Unschärfemodellierungen für den numerischen Entwurf von Strukturen"ANFDFG2016-2019Andre Vogel, Timon BurgwedelLäuft
-13FVB/AIF-Projekt (IGF-Vorhaben 11932/17) "Entwicklung eines MRS-Systems zur Vermeidung des Umkippens von mobilen Baumaschinen auf nachgebendem Planum"ANFAIF/FVB2019-2021

Francisco Williams Riquer

Läuft

H

Weiche  Böden

-01TUHH-Projekt "Tertäre Kompression weicher mariner Sedimente"INFTUHH2005-2009Olaf MöllerAbgeschlossen, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 21
-02TUHH-Projekt "Tertiäre Kompression weicher mariner Sedimente"INFFHH2011-2012Marta BosoAbgeschlossen
-03HPA-Projekt "Nautische Tiefe in Liegewannen mit Fluid Mud"AUFHPA2018-2019Duc Michael NguyenLäuft

I

Sorptions- und geothermisch-gestützte Klimatisierung  (GSGK)

-01BMWi-Projekt "Geothermisch- und sorptionsgestützte Klimatisierung (GSGK)"ANFBMWi2009-2011Xiaolong MaAbschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 25
-02BMWi-Projekt "Optimierung der geothermisch- und sorptionsgestützten Klimatisierung (Eff-GSGK)"ANFBMWi2012-2014Matthias Schuck
Abschlussbericht
-03BMWI-Vorhaben "Nutzung dynamischer geotechnischer Systeme zur sorptionsgestützten Klimatisierung (Dyn-GSGK)"ANFBMWi2016-2019Matthias SchuckLäuft

J

Teilgesättigte Böden (Kapillarität) inklusive quasi-gesättigte Böden (gassy soils)

-01TUHH-Projekt "Implementierung eines auf der Mischungstheorie basierenden Dreiphasenmodells für den teilgesättigten Boden in einem FE-Code"INFTUHH2008-2011Björn SchümannAbgeschlossen, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 35
-02DFG-Projekt GR 1024/11-1 "Kapillareinfluss auf das mechanische Verhalten von nichtbindigen Böden unter dynamisch hochbeanspruchten Logistikflächen"ANFDFG2010-2012Marius MilatzAbgeschlossen, DFG-Zwischenbericht
-03DFG-Projekt GR 1024/11-2 "Kapillareinfluss auf das mechanische Verhalten von nichtbindigen Böden unter dynamisch hochbeanspruchten Logistikflächen"ANFDFG2013-2015Marius MilatzAbgeschlossen, DFG-Abschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 36
-04DFG-Projekt GR 1024/25-1 "Mechanisch-hydraulische Wechselwirkung in wasserdurchlässigen Fahbahnaufbauten unter Berücksichtigung teilgesättigter Zustände"ANFDFG2016-2018Tom TörzsDFG-Zwischenbericht 2018, 2. Projektphase läuft
-05DFG-Verbundprojekt GR 1024/35-1 und UR 226/3-1 "Investigation of gas migration as a TRIggering mechanism for Submarine landslides on COntinental slopes (TRISCO)"ANFDFG2019-2022Pauline KaminskiLäuft
-06DFG-Projekt MI 2397/2-1 "Mikroskalige Betrachtung des hydraulisch-mechanischen Verhaltens teilgesättigter granularer Böden mittels der Computertomografie"ANFDFG2020-2022Dennis HeinrichBeginn am 15.01.2020
-07TUHH-Verbundprojekt "Experimentelle und numerische Untersuchung der Benetzung von porösen Materialien"ANFTUHH2018Tom TörzsAbgeschlossen, DFG-Projekt beantragt
-08TUHH-Verbundprojekt "Evaluation der Machbarkeit eines Partikelsensors zur mikromechanischen Erfassung instationärer Transportvorgänge an der Grenzschicht Wasser-Sand"ANFTUHH2018-2019Tom TörzsAbgeschlossen

K

Gründung von Offshore-Windenergieanlagen

-01Numerische Untersuchungen zur Kollision von Schiffen mit Gründungen von Offshore-WindenergieanlagenANFBWF2012-2014Julian Bubelbeendet
BMU-Verbundprojekt "BORA - Entwicklung eines Berechnungsmodells zur Vorhersage des Unterwasserschalls bei Offshore-Rammarbeiten
-02Teilprojekt "Experimentelle und numerische Untersuchungen zum Hydroschall und zum Körperschall im Meerersboden bei Offshore-Rammarbeiten"ANFBMU2012-2015Katja ReimannAbgeschlossen, BMU-Abschlussbericht, Dissertation in Veröffentlichungsreihe Heft 40
-03Teilprojekt "Experimentelle Untersuchungen zum Hydroschall und zum Körperschall im Meeresboden bei Offshore-Rammarbeiten"ANFBMU2012-2015Matthias SchwarzAbgebrochen
-04Teilprojekt "Koordination experimenteller Untersuchungen zum Hydroschall und zum Körperschall im Meerersboden bei Offshore-Rammarbeiten"ANFBMU2012-2015Alexander ChmelnitzkijAbgeschlossen
-05Teilprojekt "Numerische Modellierung der Pfahlrammung unter Offshore-Bedingungen"
ANFBMU2014-2015Evelyn HeinsAbgeschlossen
-06BWF-Projekt "Kollision von Schiffen mit Gründungen von Offshore-Windenergieanlagen"ANFBWF2012-2014David OsthoffAbgeschlossen, BWF-Abschlussbericht
-07DFG-Projekt GR 1024/26-1 "Sauginstallation Maritimer Strukturen (SIMS) - hydraulisch-mechanisch gekoppelte numerische Modellierung" (1. Projektphase)ANFDFG2016-2018Mark StapelfeldtDFG-Zwischenbericht 2018, 2. Projektphase läuft
-08 DFG-Projekt GR 1024/26-2 "Sauginstallation Maritimer Strukturen (SIMS) - hydraulisch-mechanisch gekoppelte numerische Modellierung" (2. Projektphase)ANFDFG2018-2020Mark StapelfeldtDFG-Abschlussbericht 2020, Dissertation steht aus

L

Deiche

-01Untersuchungen zur Eignung von METHA-Schlick als DeichbaustoffAUFHPA2010-2012Kathinka BeyerAbgeschlossen, interner Bericht
-02Wissenschaftliche Begleitung von DeicherhöhungenAUFLKNM-SH2013-2015Hatice KayaAbgeschlossen, interner Bericht

M

Physikalische Phänomene an der Grenzfläche Wasser/Boden

-01TUHH-Projekt "Theoretische und numerische Untersuchungen zur Standsicherheit von Unterwasserböschungen"
INFTUHH2011-2014Julian BubelAbgeschlossen
-02TUHH-Projekt "Experimentelle Untersuchungen zur Standsicherheit von Unterwasserböschungen"
INFTUHH2014Julian BubelAbgeschlossen
-03DFG-Projekt GR 1024/20-1 "Stabilität von künstlichen Unterwasserböschungen in sandigen Böden"ANFDFG2014-2017Julian BubelAbgeschlossen, DFG-Absclussbericht
-04TUHH-Projekt "Schiffsbedingte Erosion an Gewässersohlen" INFTUHH2013-2018Desiree Plenker
-05DFG-Verbundprojekt GR 1024/22-1 "Multiskalenmodellierung physikalischer Prozesse an der Grenzfläche Wasser/Boden" (1. Projektphase)ANFDFG2016-2018Manuela KanitzDFG-Zwischenbericht und Fortsezungsantrag 2018
-06DFG-Verbundprojekt GR 1024/22-2 "Multiskalenmodellierung physikalischer Prozesse an der Grenzfläche Wasser/Boden" (2. Projektphase)ANFDFG2018-2020Manuela KanitzDFG-Abschlussbericht 2020 und Dissertation stehen aus
-07TUHH-Verbundprojekt "Evaluation der Machbarkeit eines Partikelsensors zur mikromechanischen Erfassung instationärer Transportvorgänge an der Grenzschicht Wasser-Sand"ANFTUHH2018-2019Timon BurgwedelAbgeschlossen

N

Untersuchung von Partikel-Fluid-Systemen

DFG-Graduiertenkolleg GRK 2462 "Prozesse in natürlichen und technischen Partikel-Fluid-Systemen"
-01Computertomografische Untersuchung des hysteretischen Kapillardruck-Sättigungs-Verhaltens bei teilgesättigten BödenANFDFG2019-2023Marius MilatzLäuft
-02Untersuchung des kapillaren Kollaps basierend auf der Computertomografie und ComputersimulationANFDFG2019-2022Nicole HüsenerLäuft

 


Forschungsprojekt "Mikroskalige Betrachtung des hydraulisch-mechanischen Verhaltens teilgesättigter granularer Böden mittels der Computertomografie"

Stand: 01.07.2020 (hst)

Daten

  • Forschungsträger: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), DFG-Projekt MI 2397/2-1
  • Laufzeit: 16.01.2020 bis 15.01.2022
  • TUHH PSP-Element: T-ZW-B05-DFG-2002-1
  • Sachbearbeiter: Dennis Heinrich, M.Sc.

Problematik

Im Fokus des Projektes stehen Kapillareffekte in teilgesättigten Böden, bei denen der Porenraum des Bodens mit den Fluiden Wasser und Luft mit veränderlichen Volumenanteilen vollständig gefüllt ist. Dies umfasst die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen im Porenraum vorhandenem Kapillarwasser sowie ggf. vorhandener Lufteinschlüsse mit dem Korngerüst und die Auswirkungen auf die mechanischen, hydraulischen oder hydromechanischen Eigenschaften poröser granularen Böden. Der Einfluss des Kapillarwassers wird in der Bodenmechanik üblicherweise in makroskopischen Laborversuchen ermittelt und ist aus Sicht der Baupraxis von Bedeutung, da das Porenwasser oftmals für Tragfähigkeitsreserven von Bauwerken sorgt. Die Variabilität der Kapillareffekte jedoch, insbesondere die Reduktion der sogenannten scheinbaren Kohäsion oder auch Kapillarkohäsion bei Aufsättigung und Austrocknung des Bodens, ist in vielen Regionen der Erde mitunter für schwere Naturkatastrophen, wie z. B. Bergrutschungen, verantwortlich. Eine Untersuchung der mikromechanischen bzw. mikrohydraulischen Vorgänge kann hierbei zu einem besseren Verständnis dieser makroskopischen Effekte führen. Der Zusammenhang zwischen der Sättigung eines Bodens und makroskopisch gemessener Kapillardrücke ist darüber hinaus nichtlinear. So müssen einerseits Be- und Entwässerungsvorgänge unterschieden, andererseits aber auch dynamische Effekte bei der Durchströmung des Porenraums durch das Porenwasser berücksichtigt werden. Die hydraulischen Eigenschaften sollen dann mit den mechanischen Eigenschaften, zum Beispiel der Scherfestigkeit, in Beziehung gesetzt werden. Insgesamt gibt es bisher nur wenige Erkenntnisse bezüglich der mikroskopischen Vorgänge bei der Durchströmung von teilgesättigten Böden und den damit einhergehenden Änderungen der mechanischen Eigenschaften. Hier setzt das Forschungsprojekt an, um bereits in der Vergangenheit durchgeführte Experimente fortzuführen, auszuweiten und die vorhandene Datenbasis zu vergrößern.

Methodik

Um die Kapillareffekte auf der Mikroebene quantifizieren zu können, kommt in der ersten Projektphase die Technik der Computertomografie zum Einsatz, deren Verwendung es erlaubt, dreidimensionale Schnittbilder von Materialproben anzufertigen und diese anschließend am Computer zu visualisieren und zu analysieren. Die Auflösung liegt hier in der Größenordnung weniger Mikrometer und ermöglicht das Trennen der einzelnen Materialphasen bis hin zur Extraktion einzelner Sandkörner. Auch die Vermessung der Krümmung von Kapillarbrücken des Porenwassers zwischen einzelnen Bodenpartikeln wird möglich. Die zum Einsatz kommenden Versuchsapparaturen müssen hierfür miniaturisiert werden. Dies geschieht mit eigens entwickelten mechanischen Komponenten, die mithilfe des Einplatinencomputers Raspberry Pi gesteuert und - wo möglich - automatisiert werden. Es stehen eine miniaturisierte einaxiale Presse sowie eine Apparatur zur zyklischen Be- und Entwässerung der zu untersuchenden Materialproben zur Verfügung. Darüber hinaus sollen die makro- und mikroskopisch ermittelten Versuchsergebnisse und Materialparameter mithilfe von Simulationen nachgebildet werden. Benötigt werden hierfür insbesondere Ansätze zur effizienten und physikalisch korrekten Beschreibung des Kontaktes zwischen einzelnen Bodenpartikeln aber auch des Kontakts zwischen der Feststoffphase und den Fluiden. Ein vielversprechender Ansatz hierfür ist die Lattice-Boltzmann Methode. Das verwendete Versuchsmaterial besteht vorwiegend aus monodispersen Kugelpackungen. Im Speziellen werden Kugeln aus Kalk-Natron-Glas verwendet. Diese lassen sich im ersten Schritt einfacher in Simulationsmodelle überführen als beliebig geformte Partikel. Ziel ist jedoch auch die Verwendung des Modellsandes „Hamburger Sand“ und einer diesem nachempfundenen polydispersen Mischung aus Glaskugeln mit annähernd gleicher Kornverteilungskurve, um den allgemeinen Fall abzubilden.

Zielsetzung

Die untersuchenden Leitfragen für das Forschungsprojekt lauten:

  • Welche Unterschiede entstehen in der Verteilung von Porenluft und Porenwasser bzw. des Sättigungsgrads sowie der Form, Krümmung und Oberfläche der Kapillarmenisken in granularen Böden bei monotonen sowie zyklischen, d.h. hysteretischen, hydraulischen Ent- und Bewässerungspfaden?
  • Wie verändern sich die Sättigungsverteilung und die Kapillarbrücken bei mechanischer Belastung und Deformation des Korngerüstes durch Kompression und Scherung sowie bei einem zeitlichen Zerfall der Probe durch Verdunstung?
  • Welche Zusammenhänge bestehen zwischen mikroskopischem und makroskopischem mechanischen Verhalten des teilgesättigten granularen Bodens bei Kompression/Scherung im Hinblick auf die Scherfestigkeit und Volumenänderung des Korngerüstes (Kontraktanz/Dilatanz)?
  • Lassen sich anhand des Vergleichs von idealen Glaskugeln mit natürlichen Sandkörnern wichtige mikroskopische Einflussparameter, wie z.B. die Kornform oder Kornoberfläche, auf das hydraulisch-mechanische Verhalten bei Teilsättigung identifizieren?

Publikationen