Ausgewählte Themen der Bodenmechanik
Selected Topics in Soil Mechanics

Stand: 27.10.2022 (Stanford)

Dozent

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

Vertiefung in ausgewählte Themen der Bodenmechanik zur Vorbereitung auf Projekt- und Masterarbeiten
Erlernen verschiedener Modellierungskonzepte der Bodenmechanik sowie Bewertung ihrer Bedeutung für die Baupraxis

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

Stoffliche Modellierung (Entwicklung eines Stoffmodells für die eindimensionale Kompression von Sand)
Physikalische Modellierung (Planung eines Modellversuchs)

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)

Klausur im Rahmen der Modulprüfung "Bodenmechanik und Bodendynamik" (Dauer: 45 Minuten, Wichtung gemäß den ECTS-Punkten im Modul, Hilfsmittel: Skript zur Vorlesung und Taschenrechner)