Projektbezeichnung
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Numerische Modellierung und Experimentelle Untersuchung expansiver Tonmaterialien |
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| Akronym | NUMEX |
| Projektpartner |
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| Laufzeit |
von: 21.03.2025 bis: 20.03.2028 |
| Fördergeber | DFG (Projekt 556457374) |
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Forschungsfeld |
E+E (E+E > Energy + Environment, I+I > Information + Intelligence M+M > Matter + Materials) |
| Projektinhalt |
Expansive Tonmaterialien zeichnen sich durch ihre geringe hydraulische Durchlässigkeit, hohe Plastizität und Volumenzunahme bei Wasserkontakt aus. Diese Eigenschaften sind in der Geotechnik bedeutend, da sie sowohl Herausforderungen für Bauwerke im quellfähigen Baugrund als auch Vorteile für Abdichtungen bieten. Ziel des Projekts ist die Analyse des Quellverhaltens und der hydro-mechanischen Prozesse durch experimentelle Untersuchungen an rekonstituierten Tonproben. Hierzu werden unter anderem Radialspannungsmessungen unter ödometrischen Bedingungen, die Bestimmung des kritischen Zustands für trockenes und gesättigtes Material sowie zyklische Be- und Entwässerungsversuche durchgeführt. Basierend auf diesen experimentellen Untersuchungen wird ein von den Antragstellern entwickeltes numerisches Modell überprüft und weiterentwickelt. Der Modellierungsansatz wird in der Lage sein, die Quelldehnungs- und Quelldruckentwicklung sowie die quellbedingte Änderung der hydraulischen Durchlässigkeit in Abhängigkeit der mechanischen Randbedingungen zu prognostizieren. Zur Abbildung großer Gestaltsänderungen wird das Modell in einen bestehende Particle Finite Element Method (PFEM) Code integriert. Die entwickelten Methoden werden anhand Benchmark-Problemen und geotechnischen Anwendungen getestet und validiert. |
