Lehrveranstaltung
Ausgewählte Themen der Bodenmechanik
Selected Topics in Soil Mechanics
Stand: 27.10.2022 (Stanford)
Dozent
Teilnehmer/innen
- Studierende des Master-Studiengangs Bauingenieurwesen, 2. Semester (Sommersemester), Pflichtmodul "Bodenmechanik und Bodendynamik" für Vertiefung Tiefbau, Vertiefung Tragwerke und Wahlpflichtmodul für Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz
- Voraussetzung: Erfolgreiche Teilnahme an der Lehrveranstaltung "Bodenmechanik" im Bachelor-Studiengang, erfolgreiche Teilnahme an der Lehrveranstaltung "Bodenmechanisches Praktikum" im Master-Studiengang
Lernziele
- Vertiefung in ausgewählte Themen der Bodenmechanik zur Vorbereitung auf Projekt- und Masterarbeiten
- Erlernen verschiedener Modellierungskonzepte der Bodenmechanik sowie Bewertung ihrer Bedeutung für die Baupraxis
Inhalt
Der Vorlesungsinhalt umfasst wechselnde Themen aus folgenden Gebieten:
- Stoffmodelle für Böden: Kompressionsmodelle für Bodenbestandteile, Spannungs-Dehnungs-Modelle für die Verformung des Korngerüsts, hydraulische Modelle für die Porenfluidströmung durch das Korngerüst
- Spannungs-Dehnungs-Verhalten des Bodens: Experimente, Stoffmodelle, Rechnen mit Stoffmodellen
- Physikalische Modellierung: Ähnlichkeitstheorie, 1g-Modellversuche, ng-Modellversuch in der Zentrifuge
- Porenfluidströmung: Experimente, hydraulische Modelle für gesättigte, trockene und teilgesättigte Böden
-
Traglast- und Standsicherheitsanalyse: Grenzgleichgewichtsmethoden, Kollapstheoreme der Plastizitätstheorie inklusive Unterschrankenanalyse (Charakteristikenverfahren) und Oberschrankenanalyse: Kinematische-Elemente-Methode (KEM), Discontinuous Layout Optimization (DLO) und numerische Methoden wie Finite Element Analysis (FEA), Shear Reduction Finite Element Analysis (SRFEA) und Finite Element Limit Analysis (FELA)
-
Kontinuumsmechanik: Konzept der Volumenanteile, Prinzip der effektiven Spannung, Kinematik, Bilanzgleichungen, Stoffgleichungen, Randwertprobleme
- Wärmetransport im Boden: Wärmeleitung, konvektiver Wärmetransport, Phasenübergang, thermische Eigenschaften der Bodenbestandteile und der Bodenmischung
Projektorientiertes Lernen (POL)
- Stoffliche Modellierung (Entwicklung eines Stoffmodells für die eindimensionale Kompression von Sand)
- Physikalische Modellierung (Planung eines Modellversuchs)
Digitale Angebote
- Lehrmaterial über Stud.IP (Dateien: Skriptum zur VL und HÜ, Addon's zum Skriptum)
- Wöchentliche Sprechstunde als Webmeeting per Zoom
- Selbsttest zur Überprüfung des Vorwissens über Stud.IP (Vips)
- Selbsttest zur Überprüfung des Vorlesungsstoffs über Stud.IP (Vips)
Prüfung
- Klausur im Rahmen der Modulprüfung "Bodenmechanik und Bodendynamik" (Dauer: 45 Minuten, Wichtung gemäß den ECTS-Punkten im Modul, Hilfsmittel: Skript zur Vorlesung und Taschenrechner)