Das Projekt "Dynamics of Active Layer in Qinghai-Xizang Plateau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. The dynamics of the active layer in the permafrost region of the Qinghai-Xizang-Plateau (China) shall be studied by (i) exploration using ground-penetrating radar (GPR) at scales up to 1 km and (ii) by high-resolution monitoring of three characteristic sites at scales of meters. This is the German part of a cooperative project with the Cold & Arid Regions Environment and Engineering Research Instiute (CATEERI) of the Chinese Academy of Sciences (CAS) in Lanzhou. In the initial phase, GPR is used for the identification of the eventual monitoring sites. In later phases, the seasonal ice table and, if existent, the ground ice table, are mapped periodically during three field campaigns. For reliable quantitative results, an inversion algorithm for an existing Maxwell-solver will be developed in this project. The high-resolution monitoring sites will comprise (i) a site with stable permafrost as a reference (ii) a transient natural site to study decay in detail, and (iii) a site near the embankment of the road or of the railway to assess the impact of manmade constructions. Each site will be instrumented with an array of sensors for subsurface temperature and liquid water, meterological parameters and radiation components. Based on the data, simplifield quantitative models of the thermal and hydraulic dynamics of the active layer will be developted.
Das Projekt "Auswirkungen von Klimaveraenderungen auf Mikroorganismentaetigkeiten, Energie- und Stoffdynamik von Boeden der Watten und Strandwallkuesten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von tian-Albrechts-Universität zu Universität zu Kiel, Forschungs- und Technologie-Zentrum Westküste durchgeführt. Die Auswirkungen erhoehter Temperaturen auf Boeden (Salzwiesen) der schleswig-holsteinischen Nordseekueste sollen untersucht werden. Dafuer werden die bodendynamischen Vorgaenge einer auf ueber 2,5 Grad Celsius erwaermten Flaeche gegenueber einer Nullvariante analysiert. In Abstaenden von zwei Wochen wird ueber den Projektzeitraum aus verschiedenen Bodentiefen die Bodenloesung entnommen, und es werden die Stickstoff- und Kohlenstoffverbindungen als abiotische Steuergroessen des Pflanzenwuchses sowie die Tier- und Mikroorganismentaetigkeit untersucht. Der Stickstoffkreislauf kann durch die Ausbringung von 15 N differenziert verfolgt werden. Zudem wird die Dynamik der Mineralstoffe messend verfolgt, da hoehere Temperaturen Auswirkungen auf Verwitterung und Mobilitaet durch Veraenderung des Wasserregimes erwarten lassen. Gleichzeitig erfolgt die Quantifizierung der bodenbuertigen klimawirksamen Gase CO2, CH4 und N2O zu. Als ein Mass fuer die veraenderte Umsetzungstaetigkeit im Boden wird die mikrobielle Biomasse erfasst. Wassergehalt, Redoxpotential und Temperatur werden begleitend gemessen, ebenso die Eintraege von Stoffen aus der Luft.
Das Projekt "Erschuetterungsschutz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr.-Ing. Helmut Kramer durchgeführt. Durch die immer leichter werdenden Bauweisen und die Verknappung von Baugelaende in Ballungsgebieten nimmt die Bedeutung des Erschuetterungsschutzes stark zu. Im Bundesimmissionsschutzgesetz fehlt der Erschuetterungsschutz mangels fehlender fachspezifischer Grundlagen. In Fachkreisen ist die Moeglichkeit der Erschuetterungsuebertragung vom Boden in Gebaeude hinein bekannt. Ziel der Forschungsarbeit ist es, Kriterien und Methoden zum Erschuetterungsschutz einheitlich und vergleichbar festzulegen und einen Massnahmekatalog zu erstellen, der von der Fachwelt einheitlich beurteilt und angewandt werden kann. Die im Rahmen des Forschungsvorhabens durchgefuehrten Versuche sollen die in den geplanten Empfehlungen des Arbeitskreises 9 'Baugrunddynamik' DGEG gemachten Angaben ueberpruefen.
Das Projekt "Dynamische Steifigkeiten von Schwellensystemen auf geschichtetem Untergrund" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fachbereich 09 Bauingenieurwesen und angewandte Geowissenschaften, Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Grundbau und Bodenmechanik durchgeführt. Das Forschungsvorhaben hat zum Ziel, ein numerisches Rechenmodell - welches baugrunddynamische Interaktionsprobleme auf der Basis von Einflussfunktionen und finiten Elementen behandelt - anzuwenden und weiterzuentwickeln, so dass frequenzabhaengige dynamische Flexibilitaeten und Steifigkeiten fuer ein Schwellensystem auf geschichtetem Untergrund berechnet werden koennen. Es wird ein linear viskoelastisches Stoffgesetz angewendet. Die Elastizitaet der Schwellen und deren dynamische Kopplung ueber den Baugrund soll erfasst werden. Durch Parameterstudien wird die Mindestanzahl von Schwellen, die fuer die Untergrundkopplung praxisrelevant ist, je nach Untergrundverhaeltnissen bestimmt werden. Durch Messungen in situ sollen die Rechenmodelle geprueft werden.
Das Projekt "Verfluessigung infolge Erschuetterungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Geotechnik, Lehrstuhl Bodenmechanik, bergbauliche Geotechnik und Grundbau durchgeführt. Der Tagebaubetrieb zur Gewinnung von Braunkohle hinterlaesst Kippensysteme geringer Lagerungsdichte, die durch Einstellung der Bergbautaetigkeit und nachfolgenden Grundwasserwiederanstieg unter sukzessive Saettigung geraten. Unter bestimmten Bedingungen koennen sich solche Bereiche verfluessigen und sog. Setzungsfliessen ausloesen, die zumeist eine erhebliche Gefaehrdung fuer Mensch und Sachwerte darstellen. Als Initial einer Verfluessigung spielen durch Tagebaugrossgeraete verursachte dynamische Belastungen eine wesentliche Rolle. Zur Simulation dieser Spannungsaenderungen dient ein speziell entwickeltes Schwingtriaxialgeraet, in dem die Probe unter statischen Spannungsbedingungen extern vertikalen Schwingungen ausgesetzt wird.
Das Projekt "Mechanismus von Verdichtungssprengungen zur Verbesserung unguenstiger Baugrundverhaeltnisse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Geotechnik durchgeführt. Die Aufgabenstellung besteht in der Entwicklung eines rechnerischen Dimensionierungsverfahrens fuer Sprengverdichtungsmassnahmen zur Verbesserung unguenstiger Baugrundverhaeltnisse in ueberwiegend rolligem Lockergestein, und ist durch Entwicklung einer neuen, experimentell verifizierten Theorie zu loesen. Der Vorgang der Sprengbelastung eines repraesentativen, annaehernd wassergesaettigten, enggestuften, rolligen Lockergesteins wurde in einer Serie von mechanischen Aehnlichkeitsversuchen untersucht. Die experimentellen Ergebnisse stehen im Einklang mit denen frueherer Untersuchungen und werden vergleichend diskutiert. Durch die Klaerung des Mechanismus von Verdichtungssprengungen werden wichtige Merkmale einer neuen Theorie erarbeitet. Zur mathematischen Beschreibung des Verhaltens von teil- und vollgesaettigten Lockergesteinen unter der Belastung von Sprengungen ist ein auf die Mischungstheorie aufgebautes kontinuumsmechanisches Modell entwickelt worden, das das Lockergestein als ein Mehrphasenkoerper eines poroesen Feststoffes und eines Fluids sowie eines Gases als Porenfuellung erfasst. Als Ausgangspunkt der neuen Theorie wurde ein System von Erhaltungsgleichungen fuer ein von einer oder mehreren Stosswellenfronten gestreiftes beliebiges Lockergesteinsgebiet formuliert. Im Rahmen einer Arbitrary-Lagrangian-Eulerian-Beschreibung wird ein Referenzkoordinatensystem eingefuehrt, um die starke Abnahme effektiver Spannungen zu modellieren. Die Aufgabenstellung wird mit deduktiven konstitutiven Gleichungen abgeschlossen, die fuer unterschiedliche Gemischtypen mit mikroskopisch kompressiblen und inkompressiblen Lockergesteinsphasen aus der Entropieungleichung hervorgehen. Ergaenzend werden induktive konstitutive Gleichungen eingefuehrt, und eine verallgemeinerte hypoplastische konstitutive Gleichung als Evolutionsgleichung der effektiven Spannungen im baro-, argo- und pyknotropen Korngeruest postuliert. Anfangs- und Randbedingungen sowie ein Vorschlag fuer die Bewegung des Referenzkoodinatensystems ergaenzen die Aufgabenstellung, die unter der Annahme einer nichtentmischenden Gemischbewegung, eines isotropen totalen Spannungszustandes sowie der mikroskopischen Inkompressibilitaet der Fluid- und Feststoffphase in eine geschlossene analytische Problemstellung ueberfuehrt und numerisch geloest wird. Zur verbesserten Modellierung von Sprengungen mit verfuegbaren numerischen Methoden der Geotechnik werden Empfehlungen unterbreitet. Die Loesung der entwickelten Aufgabenstellung fuer allgemeinere Faelle steckt die Richtung zukuenftiger Forschung ab.
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