02 Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften

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    Influence of weathering on pore size distribution of soft rocks
    (2022) Knopp, Julia; Steger, Hagen; Moormann, Christian; Blum, Philipp
    Soft rocks can weather and lose their structure within a short time due to drying out and rewetting. Thus they are very sensitive to weathering. Since these rocks are often found in the shallow subsurface, they are of great practical relevance in the foundation of constructions. The rock properties change during the weathering process. Particularly relevant is the softening of the material and the decrease of its mechanical properties, which are determined typically using mechanical laboratory or field tests. The objective of this study is to examine in more detail how the microstructure of rocks changes over the course of weathering, which results in a decrease in mechanical properties. Sulfate rocks of the Grabfeld-Formation in Stuttgart, Germany were investigated. Using XRD analyses it was revealed that initially a chemical weathering processes occurs whereby the rocks leach out, followed by a physical weathering process. Investigations with a mercury porosimeter showed that during chemical weathering the intraaggregate pore content greatly increases, whereas the proportion of interaggregate pores only slightly increases.
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    Messungen an Schleusen in der UdSSR : Schleusennorm der UdSSR (SN 303-65)
    (1976) Smoltczyk, Ulrich; Pertschi, Ottmar; Hilmer, Klaus
    Inhalt: - Smoltczyk, U.; Hilmer, K.: Vorwort - Carev, A. I.; Fel'dman, A. I.: Druck sandiger Hinterfüllungen auf die Wände der Kammern von Schiffahrtsschleusen - Sinjavskaja, V. M.; Pavlova, A. E.: Ergebnisse der Baustellenuntersuchungen über das Verhalten der Kammerwand der Wolgograder Schleuse - Michajlov, A. V.; Avdeeva, V. I.: Einige Untersuchungsergebnisse zum statischen Verhalten der Kammern von Schiffahrtsschleusen - Nefedova, G. N.; Kotenkov, Ju. K.: Baustellenuntersuchungen zum statischen Verhalten einer Schiffahrtsschleuse - Richtlinien zur Planung von Schiffsschleusen (SN 303-65 - Auszüge: Allgemeine Richtlinien für die Konstruktion und Berechnung von Schleusen - Die Schleusenkammern - Kontroll- und Meßgeräte an Schiffsschleusen)
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    Die Geotechnik des Dammbaus
    (1996) Vermeer, Pieter A.; Salden, Dieter
    Im Zusammenhang mit der Erstellung von Ingenieurbauwerken ergibt sich fast immer die Notwendigkeit, die Form der natürlichen Erdoberfläche umzugestalten. So werden Jahr für Jahr Milliarden und aber Milliarden Kubikmeter Erde bewegt. Die unter kontrollierten Bedingungen aus geeigneten Boden- und Steinmaterialien hergestellten Aufschüttungen werden Dämme genannt. Zu den Dämmen zählen Verkehrsdämme, Staudämme, Flußdeiche und Seedeiche. Die Beschäftigung mit dem Entwurf und der Ausführung dieser Bauwerke ist das Arbeitsgebiet des Bauingenieurwesens, insbesondere der Geotechnik, die sich mit Boden und Fels als Baugrund und Baustoff befaßt. Ein Planungsgrundsatz im Verkehrswegebau ist der Massenausgleich zwischen Materialentnahme in Tunneln/Einschnitten und Aufschüttungen in Dämmen. Dieser Grundsatz ist auch in dem seit 1. September 1991 in Baden-Württemberg geltenden Bodenschutzgesetz festgeschrieben. Allein in Baden-Württemberg fallen jährlich mehr als zehn Millionen Kubikmeter Erdaushub an. Ein Großteil dieser Massen werden zum Bau von Dämmen im Verkehrswegebau für Straßen, Eisenbahn und Kanäle wiederverwendet. Während Dämme im Verkehrswegebau selten höher als etwa 40 Meter ausgeführt werden, gibt es beim Dammbau in Verbindung mit Wasserwirtschaft und Hochwasserschutz Bauwerkshöhen von über 300 Meter. Das hinter den Staudämmen gespeicherte Wasser stellt hinsichtlich Sicherheitsaspekten und Gefahrenpotential wesentlich höhere Anforderungen an Entwurf und Ausführung der Dammbauwerke, als dies bei Dämmen im Verkehrswegebau der Fall ist. Für die unmittelbar unterhalb einer Talsperre lebenden Menschen ist es ein eigenartiges Gefühl zu wissen, daß direkt über ihnen eine bewegliche Wassermasse von oft Millionen Kubikmetern nur durch ein von Menschen geschaffenes Bauwerk vom Abfließen ins Tal abgehalten wird.
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    Formulation and application of a quasi-static material point method
    (2012) Beuth, Lars; Vermeer, Pieter A. (Prof. Dr.-Ing. )
    This thesis is concerned with the analysis of quasi-static large deformation problems such as the jacking of piles where inertia and damping effects can be neglected, as opposed to dynamic problems such as pile driving. To this end, a novel type of Material Point Method (MPM) that is specifically adapted to the analysis of quasi-static large deformation problems is developed. The quasi-static MPM can be considered as an extension of the classical Updated Lagrangian Finite Element Method (UL-FEM). As with the UL-FEM, a solid body is discretised by finite elements, but in addition, the solid body is discretised by a cloud of material points which moves through the mesh in the course of a computation. The movement of material points represents the arbitrary large deformations of the solid body. The FE grid is used as with the UL-FEM to compute incremental displacements and strain increments at the locations of material points. In contrast to the UL-FEM, the mesh can be reset into its original state or changed arbitrarily if accumulated distortions of the FE grid cause numerical inaccuracies. Material and state parameters of the solid body as well as applied loads are stored in material points. In contrast to most existing implementations of the MPM, the developed quasi-static variant makes use of implicit rather than explicit time integration, which allows for a considerable reduction of the computation time in case of quasi-static problems. The development of the quasi-static MPM and its validation for simple benchmark problems is the first aim of this thesis. This includes the modelling of soil-structure interaction within the developed method, a feature that is essential to many geotechnical analyses. Here, the novel approach of extending interface elements commonly used in small-strain Finite Element analyses for use with the Material Point Method has been taken. The application of the quasi-static MPM to the simulation of cone penetration testing (CPT) forms the second aim. This widely-used in-situ test consists of pushing a steel rod with a measuring device attached to its tip into the ground with constant velocity. Numerical analyses of cone penetration testing improve the understanding of involved mechanical processes and allow to refine existing or establish new correlations between CPT measurements and soil properties. In the frame of this thesis, cone penetration testing in undrained soft clay is considered with the aim of investigating the relation between the tip resistance and the undrained shear strength of clay. Here, a new soil model that takes into consideration the anisotropic strength of clay has been applied. Thereby, the undrained shear strength of clay and thus measurements of tip resistance are reproduced with a significantly higher accuracy than with previously performed numerical analyses reported so far in literature.