Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Landespflege durchgeführt. Das Forschungsvorhaben 'Standsicherheits-und Bodeneigenschaften von Rekultivierungssubstraten' (L7515003 und L7515009) beschäftigt sich mit der Herstellung von Deponie-Rekultivierungsschichten als Komponenten des Oberflächenabdichtungssystems unterschiedlicher Deponieklassen. In vorangegangenen Forschungsvorhaben auf der Hausmülldeponie Leonberg wurden mit zwei Großlysimeterfeldern günstigere Eigenschaften einer beispielhaft unverdichtet eingebauten Rekultivierungsschicht aus Lösslehm im Vergleich zu einer konventionell mehrlagig verdichteten Schicht belegt und die Standsicherheit des verwendeten Bodenmaterials exemplarisch für die gegebene Böschungsneigung nachgewiesen. In Baden-Württemberg werden aber aufgrund der komplexen Geologie sehr unterschiedliche Bodenmaterialien für die Herstellung von Rekultivierungsschichten verwendet. Für fast alle dieser Materialien steht der entsprechende Nachweis noch aus. Standsicherheitsfragen sind bei der Deponierekultivierung stets relevant, für den unverdichteten Einbau notwendige Untersuchungen sind aber in der Baupraxis nicht kurzfristig durchführbar. Daher wird das Bodenmaterial aufgrund mangelnder Daten sicherheitshalber meist verdichtet oder zumindest teilweise verdichtet eingebaut. So wird die weitere Übertragung der Ergebnisse der Leonberger Versuche in die Baupraxis durch das Fehlen geeigneter Grundlagen zum Standsicherheitsverhalten unverdichteter Bodenmaterialien erschwert. Anforderungen an Rekultivierungs-oder Wasserhaushaltsschichten nach heutigem Stand der Technik sind aber praktisch nur noch mit unverdichtetem oder gering verdichtetem Einbau zu erfüllen. Ziel des Vorhabens ist es daher, für Deponierekultivierungen in Frage kommende Bodenmaterialien Baden-Württembergs zu ermitteln und an repräsentativen Bodenproben die Parameter für die Standsicherheit der Rekultivierungsschicht (Schereigenschaften) in unverdichtetem Zustand zu erheben. Weiterhin werden die Parameter, welche die Wasser-und Nährstoffversorgung der zukünftiger Vegetation beeinflussen (Bodenart, nutzbare Feldkapazität, pH-Wert und Nährstoffgehalte) ermittelt. Die Ergebnisse werden zu einem Kompendium der rekultivierungsrelevanten Eigenschaften baden-württembergischer Böden verarbeitet und in einer praxisorientierten Handlungshilfe zum Bau unverdichteter Rekultivierungsschichten veröffentlicht.
Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik durchgeführt. Das Forschungsvorhaben 'Standsicherheits-und Bodeneigenschaften von Rekultivierungssubstraten' (L7515003 und L7515009) beschäftigt sich mit der Herstellung von Deponie-Rekultivierungsschichten als Komponenten des Oberflächenabdichtungssystems unterschiedlicher Deponieklassen. In vorangegangenen Forschungsvorhaben auf der Hausmülldeponie Leonberg wurden mit zwei Großlysimeterfeldern günstigere Eigenschaften einer beispielhaft unverdichtet eingebauten Rekultivierungsschicht aus Lösslehm im Vergleich zu einer konventionell mehrlagig verdichteten Schicht belegt und die Standsicherheit des verwendeten Bodenmaterials exemplarisch für die gegebene Böschungsneigung nachgewiesen. In Baden-Württemberg werden aber aufgrund der komplexen Geologie sehr unterschiedliche Bodenmaterialien für die Herstellung von Rekultivierungsschichten verwendet. Für fast alle dieser Materialien steht der entsprechende Nachweis noch aus. Standsicherheitsfragen sind bei der Deponierekultivierung stets relevant, für den unverdichteten Einbau notwendige Untersuchungen sind aber in der Baupraxis nicht kurzfristig durchführbar. Daher wird das Bodenmaterial aufgrund mangelnder Daten sicherheitshalber meist verdichtet oder zumindest teilweise verdichtet eingebaut. So wird die weitere Übertragung der Ergebnisse der Leonberger Versuche in die Baupraxis durch das Fehlen geeigneter Grundlagen zum Standsicherheitsverhalten unverdichteter Bodenmaterialien erschwert. Anforderungen an Rekultivierungs-oder Wasserhaushaltsschichten nach heutigem Stand der Technik sind aber praktisch nur noch mit unverdichtetem oder gering verdichtetem Einbau zu erfüllen. Ziel des Vorhabens ist es daher, für Deponierekultivierungen in Frage kommende Bodenmaterialien Baden-Württembergs zu ermitteln und an repräsentativen Bodenproben die Parameter für die Standsicherheit der Rekultivierungsschicht (Schereigenschaften) in unverdichtetem Zustand zu erheben. Weiterhin werden die Parameter, welche die Wasser-und Nährstoffversorgung der zukünftiger Vegetation beeinflussen (Bodenart, nutzbare Feldkapazität, pH-Wert und Nährstoffgehalte) ermittelt. Die Ergebnisse werden zu einem Kompendium der rekultivierungsrelevanten Eigenschaften baden-württembergischer Böden verarbeitet und in einer praxisorientierten Handlungshilfe zum Bau unverdichteter Rekultivierungsschichten veröffentlicht.
Das Projekt "Die Standsicherheit beim Abbruch von Gebaeuden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Massivbau und Baustofftechnologie, Abteilung Massivbau durchgeführt. Der Rueckbau groesserer baulicher Anlagen muss zukuenftig systematisch geplant werden. Hierzu gehoert eine umfassende Analyse des abzubrechenden Gebaeudes hinsichtlich der aus dem Abbruch resultierenden Konsequenzen fuer die Umweltbeeintraechtigung und eine sorgfaeltige Planung des technischen Abbruchs einschliesslich der Vorbereitung selbst muessen von Standsicherheitsnachweisen zu den einzelnen Abbruchphasen begleitet werden. Im Rahmen des Vorhabens soll daher ein Katalog von vor dem Bauwerksabbruch durchzufuehrender Analysen in Form einer 'Check'-Liste erarbeitet werden. Neben Hinweisen fuer die Behandlung 'alter Baumaterialien' sind spezielle Methoden fuer Tragfaehigkeisnachweise beim Rueckbau zu entwickeln und entsprechende Nachweisgrundlagen zur Verfuegung zu stellen. Das Vorgehen beim Abbruch von Tragsystemen in Abhaengigkeit von der Abbruchtechnik ist darzustellen. Damit soll schliesslich ein 'Handbuch zum Sicherheitsnachweis bei Rueckbauarbeiten' fuer Ingenieure geschaffen werden.
Das Projekt "Ueberpruefung, Anpassung und Ueberwachung von Talsperren in Nordrhein-Westfalen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl und Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft durchgeführt. I) Automatisierung von Messungen an Talsperren und zentrale Auswertung der Messwerte. II) Erweiterung bzw Modifikation bestehender Entlastungsanlagen. III) Methoden zur Untersuchung vorhandener Daemme auf ausreichende Standsicherheit. IV) Vergleichende Untersuchungen zur Festlegung der Freibordhoehe. V) Technische Alternativen bei der Sanierung von Gewichtsstaumauern.
Das Projekt "Geotechnische Robustheit und Selbstheilung bei der Gründung von Offshore-Windenergieanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik durchgeführt. Ziel: Beitrag zu einer sicheren, nachhaltigen und ökonomischen Auslegung der Gründung von OWEA-1. Mitbetrachtung relevanter Entfestigungsvorgänge im Baugrund, die durch die derzeitige Bemessungspraxis nicht abgedeckt sind; 2. Entwicklung begründeter numerischer Prognose- und Bemessungskonzepte für die hochzyklische Beanspruchung in der gesamten Lebensdauer der Anlage; 3. Integration bisher nicht qualifizierbarer Selbstheilungsprozesse im Baugrund in die Bemessung. Arbeitsplanung: TP1 - 'Ermüdung und Selbstheilung des Baugrunds durch zyklische Langzeitbeanspruchung insbesondere bei Flachgründungen von OWEA. - 1. Aufarbeitung von Fallstudien, 2. Eigene Modellversuche, 3. Numerische Validierung, 4. Offshore-Feldmessungen, 5. Anleitung zur Nachweisführung. TP 2 - 'Gebrauchstauglichkeit von Monopile-Gründungen für OWEA' - 1. Gezielte Verbesserung des Bochumer Akkumulationsmodells, 2. Verbesserung der Implementierung, 3. Validierung des FE-Modells, 4. FE- Parameterstudien. Ergebnisverwertung: 1. Bemessungsvorschriften/Richtlinien, 2. Richtung 'Sturmbetrieb', 3. Wirtschaftliche Flachgründungen, 4. Langzeitprognosen, 5. Support für Monitoring, 6. Wissensausbau zyklische Bodenmechanik
Das Projekt "Gruendungsschwaechen durch sackenden Baugrund" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Geotechnik durchgeführt. Durch in diesem Teilprojekt entwickelte Verfahren werden Grundlagen fuer die Bewertung der Standsicherheit, die Wartung und Sanierung von nicht verbauten, unterirdischen Hohlraeumen in teilgesaettigten, feinkoernig-bindigen Boeden bereitgestellt. Es wurden verschiedene Methoden zur Messung der Kapillarspannungen im Boden eingesetzt und durch Langzeitmessungen der Zusammenhang zum Hohlraumklima nachgewiesen. Die Verbesserung vorhandener Stoffmodelle ermoeglicht die Bewertung der Standsicherheit der Hohlraeume und die Festlegung von Kontrollparametern fuer Feldueberwachungen. Fuer die experimentelle Ermittlung der Eigenschaften teilgesaettigter Boeden wurde ein spezielles Triaxialgeraet entwickelt, das die Regelung des Porenluftdrucks ermoeglicht.
Das Projekt "Beanspruchung von tiefen Schaechten in Deponien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Bauingenieurwesen, Lehrstuhl für Grundbau und Bodenmechanik durchgeführt. Um ueber die Wechselwirkung zwischen Abfallkoerper und einem starren Sickerwassersammelschacht bessere Erkenntnisse zu erhalten, werden an der Ruhr-Universitaet Bochum Modellversuche im erhoehten Beschleunigungsfeld einer Geotechnischen Grosszentrifuge durchgefuehrt. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, Grundlagen fuer ein Bemessungskonzept zu schaffen, da es auch heute insbesondere bei Sanierungs-massnahmen nicht immer zu vermeiden ist, Schaechte innerhalb von Deponien anzulegen. In Zentrifugen-Modellversuchen werden Schachtkonstruktionen mit einem steifen Ausbau (Beton) modelliert. Die Beanspruchung dieses Schachtausbaus wird ohne Anordnung eines Kiesmantels und mit unterschiedlich dicken Kiesmaenteln beobachtet. Ziel ist es, die Wirkungsweise des Kiesmantels und seinen Einfluss auf das Schachtsystem zu beschreiben. Von besonderem Interesse ist hierbei das Verhalten der negativen Mantelreibung, die durch grosse Setzungen im Abfallkoerper hervorgerufen werden. Ebenfalls untersucht wird die Beanspruchung durch radialsymmetrisch angreifende Spannungen aus horizontalem Erddruck. Um speziell eine asymmetrische radiale Belastung zu simulieren, wird mit Hilfe eines Druckkissens eine einseitige horizontale Last aufgebracht und der Schachtquerschnitt somit durch Biegemomente beansprucht. Im Lastfall der symmetrischen Radialbeanspruchung lassen sich keine belastungsabmindernden Effekte durch den Kiesmantel beobachten. Die Zentrifugen-Modellversuche zeigen hier eine Zunahme der Vertikal-beanspruchung durch negative Mantelreibung. Im asymmetrischen Lastfall hingegen ist ein eindeutiger lastmindernder Einfluss festzustellen. Biegemomente, die sowohl durch Kruemmung der Schachtachse als auch durch elliptische Verformung des Schachtquerschnittes hervorgerufen werden, koennen bei Anordnung eines ausreichend dicken Kiesmantels um bis zu 60 Prozent reduziert werden.
Das Projekt "Netzintegration von Offshore Großwindanlagen - Grundlast von der Nordsee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Fritz-Süchting-Institut für Maschinenwesen durchgeführt. Machbarkeitsstudie zu einem integrierten Einsatz von Windkraft, Kavernenbau, Gaslagerstätten, Schwachgasverstromung und Gaskraftwerk, um eine Energieerzeugung Offshore zu ermöglichen, sodass das Onshore Verbundnetz mit Grundlast von der Nordsee versorgt wird. Die Durchführbarkeit des Konzeptes mit integrativem Einsatz unterschiedlicher Ressourcen soll zunächst im Rahmen einer einjährigen Studie von Partnern der Arbeitsgemeinschaft geprüft werden. Hierzu gehören die Arbeitspunkte: Anwendung von Druckluftspeicher-Gasturbinen-Kraftwerken als Puffer für fluktuierende Windenergie-Produktion, Entwicklung von Schwachgasvorkommen, Verstromung stickstoffreicher Erdgase (Schwachgas), Verminderung des erforderlichen Brennstoffeinsatzes zur Bereitstellung einer vorgegebenen elektrischen Leistung, kompatible Einbindung der Summenleistung durch ein Management-System und Einschätzung ob diese optimierte Art der Stromerzeugung als volkswirtschaftlich rentabel einzuschätzen ist. Da die Rahmenbedingungen für einen solchen Ausbau umwelt- und volkswirtschaftlich verträglich sind, könnte die Windenergie im Falle positiver Ergebnisse längerfristig ohne Subventionen wettbewerbsfähig sein. Ziel Teilprojekt Teilprojekt: Nachweis der Standsicherheit bei thermomechanisch gekoppelter Wechselbeanspruchung: Entsprechend der fluktuierenden Windenergie werden Druckluftspeicher in Zyklen von Tagen bis Wochen umgeschlagen. Erfahrungen über die Auswirkungen einer zyklischen Kavernenfahrweise auf das Tragverhalten stehen nicht zur Verfügung. Durch geeignete Laborversuche und Simulationsberechnungen auf der Basis der aktuellen Continuum-Damage-Methode soll untersucht werden, welche Druckwechselbeanspruchungen vom Gebirge aufgenommen werden können, bzw. welche Druckspiele und Lastwechselfrequenzen zulässig sind. Von besonderer Relevanz hierbei ist insbesondere die thermomechanisch gekoppelte Beanspruchung der Speicherkavernen bei Innendruckabsenkung. Durch die Ausspeicherung komprimierter Druckluft resultiert eine Reduktion des Stützdruckes und in der Konsequenz eine mechanische Beanspruchung des Gebirges. Überlagert wird diese mechanische induzierte Gebirgsbeanspruchung durch Thermospannungen in Folge Abkühlung der Druckluft bei Dekompression. Die Addition der mechanisch und thermisch induzierten Beanspruchungen kann abhängig von der Druckdifferenz, der Speicherrate, der Gebirgstemperatur, der Teufenlage der Kavernen, dem Kriech- und Festigkeitsverhalten des anstehenden Steinsalzgebirges und der Frequenz der Wechselbeanspruchung in einer Überbeanspruchung des konturnahen Gebirges mit der Konsequenz von Konturbrüchen / Abschalungen resultieren.
Das Projekt "Wassergefaehrdung durch undichte Kanaele - Teilvorhaben 3: Feststellung und Bewertung von Schaeden an Abwasserkanaelen und -leitungen unter besonderer Beruecksichtigung der Standsicherheit und Funktionsfaehigkeit der Kanaele" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau durchgeführt. Kanalisationen unterliegen dauernd oder zeitweise unterschiedlichen Beanspruchungen. Sie fuehren in Abhaengigkeit von Art und dauer der Nutzung mehr oder weniger schnell zum Abbau des urspruenglich vorhandenen Abnutzungsvorrates von 100 Prozent bis die Schadensgrenze erreicht ist bzw ein Schaden Eintritt, der eine im Hinblick auf die Verwendung unzulaessige Beeintraechtigung der Funktionsfaehigkeit und Standsicherheit bedingt. Die Kenntnisse ueber den Zustand unserer Kanalnetze sind gering. Systematische Untersuchungen liegen in der Regel nicht vor. Ein Bewertungsmodell ist nicht verfuegbar. Den zustaendigen Stellen fehlt ausserdem ein Bewertungsmasstab zur Erarbeitung von Instandhaltungsplaenen undichter Kanaele nach Dringlichkeit in Abhaengigkeit des Schadens und des Gefaehrdungspotentials hinsichtlich der Standsicherheit und Funktionfaehigkeit. Mit dem vorliegenden Vorhaben soll diese Luecke in Form eines Leitfadens geschlossen werden, der den zustaendigen Stellen als fundierte Hilfestellung zur Verfuegung gestellt werden kann.
Das Projekt "Ueberwachung von untertaegigen Speicherkavernen und Endlagerungsraeumen mittels geodaetischer und physikalischer Messungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Markscheidewesen durchgeführt. Die Speicherung von Kohlenwasserstoffen in kavernenfoermigen Hohlraeumen hat in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Durch das Bestreben des Gebirges, einen neuen Gleichgewichtszustand herzustellen, haben die untertaegigen Hohlraeume zwangslaeufig die Eigenschaft zu konvergieren, was im Salzgebirge zur Schliessung der Hohlraeume fuehren kann. Bei der Ueberwachung derartiger Hohlraeume ergeben sich u.a. folgende Probleme, wie 1. Vorausberechnung moeglicher Auswirkungen auf die Tagesoberflaeche; 2. Vorausberechnung und Bestimmung moeglicher Konvergenzen; 3. Einschaetzung der Standsicherheit. - Die Erstellung eines Rechenkonzeptes, das mit Hilfe markscheiderischer Messungen und anderen betrieblichen Daten diese Ueberwachung ermoeglicht, hat im praktischen und theoretischen Sinne grosse Bedeutung.
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