ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
P/MQuantifizierung des Membraneinflusses auf die in Triaxialversuchen ermittelte Scherfestigkeit von granularen BödenLiteratur / Laborversuche / Numerikpka
Die Eigenschaften der in Triaxialversuchen standardmäßig verwendeten Latexmembranen sind bekannt. Ihr Einfluss auf den Versuchsablauf und die daraus determinierten Scherfestigkeit lässt sich abschätzen und kann in der Versuchsauswertung berücksichtigt werden. Für spezielle Forschungsversuche wird jedoch teilweise die Nutzung einer alternativen Membran notwendig, bspw. einer Butylmembran zur Gewährleistung der Gasdichtigkeit der Probe. Auch eine veränderte Probengeometrie wirkt sich auf den Membraneinfluss aus. Hierfür muss der Membraneinfluss experimentell untersucht und bewertet werden.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
B/P/MUntersuchungen der Zusammensetzung von bindigen Modellböden zur Abbildung von TiefseebödenLiteratur / Laborversuche / Datenauswertungpka
In Forschungsfragen werden häufig Standardisierungen bestimmter Bodeneigenschaften vorgenommen, um die Ergebnisse von wissenschaftlichen Untersuchungen und Experimenten vergleichbar und reproduzierbar zu machen. Hierfür werden Modellböden entwickelt, die bestimmte Eigenschaften aufweisen. Um Böden aus der Tiefsee unter 2000-3000m Wassertiefe abzubilden, wird häufig Bentonit verwendet, welches durch sein thixotropes Materialverhalten gut dazu in der Lage ist abyssale Schlämme nachzubilden. Die bodenmechanischen Eigenschaften der Sedimente an den kontinentalen Hängen (500-2000m Wassertiefe) unterscheiden sich jedoch hiervon. Mit experimentellen Methoden soll ein Modellboden entwickelt werden, der in seinen Eigenschaften mit den Böden an kontinentalen Hängen vergleichbar ist.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
BExperimentelle Untersuchungen zum Verdunstungsverhalten von Sandproben und Glaskugelpackungen unter Variierung der Umgebundbedingungen (Luftströmung, Temperatur etc.)Literatur, Laborversuchedhe
Aufbauend auf früheren Arbeiten soll das zeitliche, makroskopische Verdunstungsverhalten kleiner Sand- und Glaskugelpackungen bei Variation der Umgebungsrandbedingungen untersucht werden. Zur Versuchsdurchführung steht ein geeigneter Versuchsaufbau auf Basis eines Einplatinencomputers (Raspberry Pi) zur Verfügung, welcher baulich an den Versuch anzupassen ist. Darüber hinaus ist im Rahmen einer Literaturrecherche der theoretische Hintergrund der Verdunstungsprozesse im Porenraum granularer Medien näher zu beleuchten und die wesentlichen Prozesse herauszustellen. Fokus liegt hierbei auf der räumlichen Verteilung des Porenwassers im Porenraum von Sand- und Glaskugelpackungen und der in Folge variierenden Saugspannungen mit Einfluss auf den Zusammenhalt des Korngefüges.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
M/PNachrechnung von Zugpfahl-Probebelastungen mit der Finite-Elemente-Methode Finite-Elemente-Methode Abaqusdal / cti
Für ein konkretes Bauprojekt liegen die Messergebnisse von Zugpfahl-Probebelastungen vor. Im Zuge einer Projektarbeit sollen die Probebelastungen mit dem FE-Solver Abaqus simuliert werden. Bei einer Masterarbeit ist zusätzlich der Einbringprozess der Stahlrammpfähle vor der Probebelastung zu simulieren, um die Änderung der Bodenzustandsgrößen bei der Pfahlherstellung in die Berechnung einfließen zu lassen. Die Ergebnisse der FE-Berechnung sollen mit den Messergebnissen verglichen werden (class C Analyse).
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
BLaboruntersuchungen zur Kapillardrucksättigungsbeziehung ausgewählter SandeExperimentelle Untersuchungen / Aufbereitung und Analyse von Messdatentt
Für ausgewählte Sande ist die Kapillardrucksättigungsbeziehung – also der Zusammenhang zwischen Saugspannung (negativer Porenwasserdruck) und Sättigungsgrad – experimentell zu ermitteln. Dieser Zusammenhang ist für die Modellierung teilgesättigter Böden von fundamentaler Wichtigkeit. Zu variierende Parameter sind neben dem Sand selbst die Einbaulagerungsdichte, die Kornfraktion, die Methode etc.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
P/MProgrammierung eines interaktiven Moduls zur Berechnung von repräsentativen Volumenelementen in AVIZOLiteraturrecherche, Programmierung, Auswertung und Analyse.tt
Für poröse (mehrphasige) Medien sollen die repräsentativen Volumenelemente (REV) für ausgewählte makroskopische Eigenschaften gefunden werden. Ein REV ist das kleineste Teilvolumen eines porösen Materials, dessen Eigenschaften repräsentativ für das gesamte poröse Medium sind. Im Zuge der Abschlussarbeit soll ein Modul für die kommerzielle Software AVIZO zur Auswertung von dreidimensionalen CT-Daten entwickelt werden. Hierfür soll auf die Python- oder MATLAB-Schnittstellen der Software zurückgegriffen werden. Die CT-Daten werden zur Bearbeitung von dem Betreuer ausgehändigt und sollen nicht selbst erhoben werden.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
P/MProgrammierung eines auf genetischen Algorithmen basierenden Tools zur Kurvenanpassung von Messdaten zur KapillardrucksättigungsbeziehungLiteraturrecherche, Programmierung, Auswertung und Analyse.tt
Messdaten zur Kapillardrucksättigungsbeziehung – dem Zusammenhang zwischen Saugspannung (negativer Porenwasserdruck) und Sättigungsgrad – werden für ausgewählte Böden zur Verfügung gestellt. Es soll ein Programm in MATLAB entwickelt werden, dass mithilfe von genetischen Algorithmen Kurvenanpassung an diesen Messdaten durchführt, vgl. Pedroso und Williams 2011, Automatic calibration of soil–water characteristic curves using genetic algorithms, Computers and Geotechnics.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
B/PMachbarkeitsstudie zum Aufbau eines Miniaturversuchsstandes zur Untersuchung der Gasphase mittels bildgebender MethodenExperimentelle Untersuchungenpka / dhe
Theoretische Überlegungen zum bodenmechanischen Verhalten gashaltiger Böden gehen davon aus, dass bei Sättigungsgraden > 15 % eine homogene Verteilung von Mikrobläschen in einer Probe vorliegt. Auf dieser Annahme beruhen viele Untersuchungen und ein Großteil der Forschung dieses Fachbereiches. Zur Verifizierung der Annahme soll ein Versuchsstand entwickelt werden, in dem eine gashaltige Probe hergestellt werden kann, und der kompatibel zur Durchführung von CT-Scans zur Analyse der Eigenschaften der erzeugten Gasphase ist.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
B/PExperimentelle Untersuchungen zum Versagensmechanismus von Zugpfählen in SandParticle Image Velocimetry (PIV) [optische Bildauswertung]cti
Es sind kleinmaßstäbliche Modellversuche auszuführen. Es werden Miniatur-Stahlpfähle aus einem Behälter gezogen und die Scherfuge mit anhand Partikelgeschwindigkeiten charakterisiert. Ziel der Bachelor- oder Projektarbeit ist es, Einflussparameter (wie Rauheit des Stahles und Lagerungsdichte) auf den Versagensmechanismus von Zugpfählen zu untersuchen. Ein geeignet Versuchsstand wird vorbereitet. Eine Abstimmung mind. 4 Wochen vor Beginn der Arbeit ist daher erforderlich.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
BVergleichende Studie von analytischen Methoden zur Bemessung von ZugpfählenLiteraturrecherche Anwendung der analytischen Methodencti
Im Rahmen der Bachelorarbeit sollen empirische und erdstatische Verfahren zur Bestimmung der Tragfähigkeit von Zugpfählen recherchiert werden. An einem konkreten Projekt sollen diese angewendet und mit dem Ergebnis der Probebelastung verglichen werden. Die Rohdaten der Drucksondierungen und der Messergebnisse der Probebelastung liegen bereits vor.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
B/PExperimentelle Untersuchungen zur Porenwasserdruckentstehung bei der Extraktion von Pfählen in SandLiteraturrecherche /Messtechnikdal
Kleinmaßstäbliche Modellversuche in einem Behälter werden ausgeführt. Dabei werden Miniatur-Stahlpfähle aus einem Behälter gezogen und die Porenwasserdrücke sowie Herausziehwiderstände gemessen. Ziel der Bachelor- oder Projektarbeit ist es, die Untersuchung des Herausziehwiderstands sowie Porenwasserdrücke unter dem Pfahlfuß aus dem gesättigten Boden bei unterschiedlicher Extraktionsgeschwindigkeit und variierende Lagerungsdichte. Ein geeigneter Versuchsstand wird vorbereitet. Eine Abstimmung 4 Wochen vor Beginn der Arbeit ist daher erforderlich.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
P/MExperimentelle Untersuchungen zur Kontaktreibung zwischen Stahl und SandLaborversuche Kreisringschergerätcti
Bei Zugbelastung von Pfählen, ist die Kontaktreibung zwischen der Stahloberfläche und dem umgebenden Boden von besonderer Bedeutung für die Tragfähigkeit. Dies soll im Rahmen dieser Projektarbeit experimentell im Kreisringschergerät untersucht werden. Im Rahmen der Arbeit sollen ausführliche Parametervariationen (Vorscherung, Drehrichtung, Rauheit, Lagerungsdichte, Kornverteilung) durchgeführt werden. Eine Vorarbeit im Rahmenschergerät wird derzeit durchgeführt. Das Kreisringschergerät steht erst ab Januar 2021 zur Verfügung.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
B/PParameterstudie zur Standsicherheit von unterseeischen Böschungen unter ErdbebenlastenNumerikpka
Ein Hangrutschereignis im westlichen Mittelmeer soll untersucht werden. Die auslösenden Mechanismen, die den Unterwasserhang zur Instabilität gebracht haben, sind bislang unbekannt. Eine mögliche Schadensursache ist ein Erdbeben. Dessen Magnitude ist nicht bekannt und kann durch wissenschaftliche Methoden lediglich grob abgeschätzt werden. Eine numerische Parameterstudie soll untersuchen welche Erdbebenlasten für das vorliegende Versagensszenario einen realistischen Auslösemechanismus darstellen.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
P/MExperimental investigation of water jet induced erosion in saturated sandLaboratory experiment / collection and analysis of measurement datarso
The jet grouting technology is frequently used in geotechnical engineering for the construction of underpinnings and piles, reducing settlements of new and existing foundations, supporting open and underground excavations, and creating water cut-offs for dams. As a part of this project work, high velocity water jetting through a nozzle into saturated Hamburger sand is to be carried out in a cylindrical test stand. Experimental data like change in pore-water pressure, total pressure, etc are to be collected and analysed.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
B/PLaborversuche zur Bestimmung visko-hypoplastischer Stoffparameter und deren OptimierungLaborversuche, Numerikdvd
Im Rahmen eines Projekts in der Ostsee wird die Interaktion zwischen Strukturen und verschiedenen Meeresböden im undränierten Zustand untersucht. Die vorliegenden Bedingungen erfordern, dass Kriech- und Relaxationsverhalten sowie die Geschwindigkeitsabhängigkeit berücksichtigt werden. Ein Stoffmodell, das die genannten Eigenschaften in die Berechnungen einbindet, ist das visko-hypoplastische Stoffmodell nach Niemunis. Zur Bestimmung der entsprechenden Stoffparameter sind eine Reihe genormter und spezieller Laborversuche notwendig. Nach Optimierung mit Hilfe verschiedener Anwendungen sollen unter Einsatz der ermittelten Parametersätze einfache Elementversuche simuliert werden, um deren Reliabilität und Validität zu prüfen. Erste Erfahrungen mit MATLAB sind empfehlenswert.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
MNumerische Simulation der Ankerstrang-Boden-InteraktionNumerikdvd
Für die Gründung schwimmender Anlagen dienen Ankerstränge als Verbindung zwischen der Verankerung im Meeresboden und der schwimmenden Einheit. Es wurde beobachtet, dass sich an verschiedenen marinen Gründungsformen Gräben unterhalb des Stranganschlusspunktes bilden. Es wird angenommen, dass die Bewegungen der Ankerstränge diese verursachen. Mit Hilfe numerischer Methoden soll das Durchpflügen des Bodens durch den Ankerstrang simuliert werden, um Erkenntnisse über die Strang-Boden-Interaktion zu liefern.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
B/PBemessen mit FEM: Auswirkungen von Teilsicherheitsbeiwerten auf das Materialverhalten des Bodens in numerischen SimulationenLiteraturrecherche, Laborversuche, Finite-Elemente-Methode (Plaxis und Abaqus)pvo
Gemäß Eurocode 7 besteht durch das Nachweisverfahren DA3 die Möglichkeit geotechnische Konstruktionen im GZT mit numerischen Methoden zu bemessen. Hierbei werden die Teilsicherheitsbeiwerte (TSB) in der Modellierung lediglich zur Abminderung der Scherfestigkeit des Bodens berücksichtigt. In dieser Arbeit soll das mit TSB veränderte Materialverhalten von Böden untersucht werden. Hierfür sollen zunächst Laborversuche an verschiedenen Böden durchgeführt werden und mittels Abaqus und Plaxis unter Verwendung verschiedener Stoffmodelle nachgerechnet werden. Anschließend sollen die Auswirkungen infolge TSB untersucht werden.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
B/PBemessen mit FEM: Vergleich von konventioneller Berechnung und FEM zur Bestimmung der Erddrücke im GZT auf eine Spundwand Literaturrecherche, Finite-Elemente-Methode (Plaxis)pvo
In der konventionellen Berechnung wird der Erddruck als Einwirkung bestimmt. In der Numerik ist der auf die Spundwand resultierende Erddruck abhängig von den Verformungen bzw. Mobilisierung. In der Arbeit sollen die Unterschiede für verschiedene Beispiele unter Berücksichtigung unterschiedlicher Bauprozesse (abgegrabene oder hinterfüllte Wand), instationärer Wasserdrücke und Teilsicherheitsbeiwerten untersucht werden.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
P/MUntersuchung des Einflusses der Profilrotation zur Bodenverdichtung Literatur / Numerikjbe
Thema frühestens ab Dezember 2020 verfügbar Im Rahmen von Bodenverbesserungsmaßnahmen werden bereichsweise auch Doppel-T Profile in locker gelagerte Böden einbracht, um diesen zu verdichten. Die Einbringung erfolgt dabei mittels Schlagrammung oder Vibration. Es soll nun überprüft werden, ob eine oszillierende Bewegung eine größere Verdichtung des umliegenden Bodens bewirken kann. Dazu werden numerische Simulationen mittels der FEM unter Zuhilfenahme des Programmcodes Abaqus durchgeführt.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
P/MEinfluss des Drehbettungswiderstand auf die Bemessung kombinierter Spundwände Literatur / Analytik / Numerikjbe
Mit Einführung des Eurocodes wurde es notwendig, im Rahmen der Bemessung kombinierter Stahlspunde den Biegedrilknicknachweis zu führen. Dabei bleibt nach aktuellem Stand die stützende Wirkung des Bodens unberücksichtigt. Untersuchungen aus den FOSTA Projekten P 813 und P 1327 zeigen, dass sowohl rollige als auch bindige Böden bereits einen signifikanten Widerstand gegen die Rotation von Profilen darstellen. Es gilt zu überprüfen, ab welcher Größenordnung der Drehbettung ein Ansatz bei typischen Randbedingungen lohnend ist. Hierzu werden bereits ermittelten Federkenngrößen zur Verfügung gestellt. Die Berechnungen werden mittels Matlab und vrsl. Abaqus oder Plaxis erfolgen. Später soll ein analytischer Ansatz geliefert werden.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
P/MKontaktmodell zur Beschreibung der Stahl-Sand-InteraktionLiteratur / FEMdal / cti
Im Rahmen einer Literaturrecherche sollen geeignete Kontaktmodelle für die Kontaktinteraktion von Stahl zu Sand recherchiert und bewertet werden. Im weiteren Verlauf sollen ausgewählte Kontaktmodelle in FE-Nachrechnungen des Rahmenscherversuches angewendet und die Ergebnisse miteinander verglichen werden. Es werden Laborergebnisse von bereits durchgeführten Rahmenscherversuchen zur Verfügung gestellt, um die numerischen Ergebnisse zu bewerten.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
B/PNumerical study of critical-mass fluctuations in an evolving sandpileDEM (Musen)aha
Gegenstand der Arbeit ist die numerische Modellierung eines Schüttkegelversuchs mittels der Diskrete-Elemente-Methode (DEM) mit dem Ziel experimentell zu beobachtende Massenfluktuationen numerisch abzubilden und diese im Frequenzbereich auszuwerten.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In
MNumerische Untersuchungen zum Scherbruchversagen von FangedämmenFEM (Plaxis)aha
Auf Basis numerischer Untersuchungen mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) ist das Scherbruchversagen von Fangedämmen zu untersuchen. Die Ergebnisse der numerischen Simulationen sollen als Grundlage für die Bewertung aktueller Nachweisverfahren und Bemessungsansätze dienen.
ArbeitstypTitelMethodeBetreuer_In