Jahresbericht 2016 G² Gruppe Geotechnik
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Unsere Forschungsthemen 7<br />
Unsere Forschungsthemen<br />
Überblick über die geotechnischen Forschungsschwerpunkte in <strong>2016</strong><br />
Tiefwirkende Verdichtung –<br />
unser FuE-Projekt DynIm<br />
Die anwendungsnahe Forschung zur effektiven Bodenverdichtung<br />
und -verbesserung ist eine Kernkompetenz<br />
der <strong>G²</strong> <strong>Gruppe</strong> <strong>Geotechnik</strong>. Auf Basis des erfolgreich abgeschlossenen<br />
Projekts ECOmpact wurde im Frühjahr<br />
mit der Bearbeitung des neuen, darauf aufbauenden<br />
Forschungsvorhabens DynIm begonnen. Zielstellung ist<br />
die Verbesserung bzw. Neuentwicklung von Verfahren<br />
zur Bodenverdichtung mit einer Wirktiefe von bis zu 5m<br />
unter impulsartiger Anregung. Erstmals soll der Effekt<br />
einer künstlich erzeugten kinetischen Energie auf die<br />
Wirktiefe und die Flächenleistung untersucht werden.<br />
Zwei wesentliche Merkmale kennzeichnen das Projekt:<br />
Zum einen ist das Projektteam interdisziplinär zusammengesetzt<br />
und besteht neben zwei Bauingenieuren<br />
auch aus einem Maschinenbau- und einem Elektroingenieur.<br />
So sind wir in der Lage, übliche Gedankenwege<br />
zu verlassen und neue Ideen schnell und effektiv zu<br />
hinterfragen und umzusetzen. Wir werden damit den<br />
wachsenden Anforderungen des verzahnten wissenschaftlichen<br />
Arbeitens gerecht. Zum anderen können<br />
wir auf unsere erprobten Prüfwerkzeuge (numerische<br />
Simulation in ABAQUS, kleinskalige Versuche unter Laborbedingungen<br />
und Versuche im Feld) zurückgreifen<br />
und diese an die Fragestellungen anpassen.<br />
Das Jahr <strong>2016</strong> war vor allem durch die Weiterentwicklung<br />
unserer Prüfwerkzeuge und umfangreiche, experimentelle<br />
Studien in unseren Versuchsständen geprägt. Wir führen<br />
unsere numerischen Simulationen nun mit dem hypoplastischen<br />
Stoffgesetz mit der Erweiterung der intergranularen<br />
Dehnungen durch. Mit diesem aktuellen<br />
Stoffgesetzt sind wir in der Lage, bodendynamische<br />
Prozesse entsprechend dem aktuellen wissenschaftlichen<br />
Stand abzubilden. Die Implementierung und Kalibrierung<br />
wurde in Rücksprache mit Prof. von Wolffersdorff und<br />
Prof. Herle erfolgreich durchgeführt. Durch die vorhandene<br />
dynamische Triaxialanlage konnten wir die<br />
Ermittlung und Kalibrierung der hypoplastischen<br />
Stoffgesetzparameter zu großen<br />
Teilen selber durchführen. Für unsere kleinskaligen<br />
Versuchsaufbauten, in denen wir<br />
das Bodenverhalten in einem Schnittmodell<br />
beobachten können, wurde eine neue Hochgeschwindigkeitskamera<br />
angeschafft. Diese<br />
zeichnet die Bodenreaktion mit einer Auflösung<br />
von mehr als 1.600 Bilder je Sekunde<br />
(mehr als Full HD) auf. Damit konnte die<br />
Datenqualität unserer Versuchsaufbauten<br />
weiter verbessert werden. Ferner wurde ein<br />
Modul mit künstlich erzeugter kinetischer Energie für<br />
einen Versuchsstand entwickelt und hergestellt, mit dem<br />
wir bestehende Fallgewichte beaufschlagen können.<br />
In einer umfangreichen Studie wurde ein Modell der dynamischen<br />
Intensivverdichtung unter Erdschwere in<br />
unseren Versuchsaufbauten untersucht. Wir sind dabei<br />
der Frage nachgegangen, welchen Einfluss die kinetische<br />
Energie und die Form des Verdichtungswerkzeuges auf<br />
die Wirktiefe und auf die Flächenleistung des Sys tems<br />
hat. Für 2017 planen wir erste Versuche mit unserem<br />
kinematischen Modul der dynamischen Intensivverdichtung,<br />
Feldversuche und weitere numerische Berechnungen.<br />
Projektdaten:<br />
Förderkennzeichen: MF150157<br />
Förderprogramm:<br />
INNO-KOM-OST<br />
Laufzeit: 4/<strong>2016</strong>–8/2018<br />
Projektbearbeiter:<br />
Holger Pankrath, Alexander Knut,<br />
Rosa Ocaña Atencio, Daniel Käßler<br />
Links: Versuche am<br />
Modell kasten M<br />
Mitte: Systemskizze<br />
zur impulsartigen<br />
Boden verdichtung<br />
Rechts: impulsartig und<br />
dynamisch arbeitende<br />
Verdichtungsgeräte