Lehrveranstaltung
Ausgewählte Themen der Bodenmechanik
Selected Topics in Soil Mechanics
Stand: 04.03.2024
Dozent
Teilnehmer/innen
- Studierende des Master-Studiengangs Bauingenieurwesen, 2. Semester (Sommersemester), Pflichtmodul „Bodenmechanik und Bodendynamik“ für Vertiefung Tiefbau; Wahlpflichtmodul für die Vertiefungen Tragwerke, Modellierung und Simulation sowie Hafenbau und Küstenschutz
- Voraussetzung: Erfolgreiche Teilnahme an der Lehrveranstaltung „Bodenmechanik“ im Bachelorstudiengang Bau- und Umweltingenieurwesen, erfolgreiche Teilnahme an der Lehrveranstaltung „Bodenmechanisches Praktikum“ im Masterstudiengang Bauingenieurwesen
Lernziele
- Vertiefung in ausgewählte Themen der Bodenmechanik zur Vorbereitung auf Projekt- und Masterarbeiten
- Erlernen verschiedener Modellierungskonzepte der Bodenmechanik sowie Bewertung ihrer Bedeutung für die Baupraxis
Inhalt
Der Vorlesungsinhalt umfasst wechselnde Themen aus folgenden Gebieten:
- Spannungs-Dehnungs-Verhalten des Bodens: Experimente, Stoffmodelle, Rechnen mit Stoffmodelle
- Stoffmodelle für Böden: Kompressionsmodelle für Bodenbestandteile, Spannungs-Dehnungs-Modelle für die Verformung des Korngerüsts, hydraulische Modelle für die Porenfluidströmung durch das Korngerüst
- Porenfluidströmung: Experimente, hydraulische Modelle für gesättigte, trockene und teilgesättigte Böden
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Traglast- und Standsicherheitsanalyse: Grenzgleichgewichtsmethoden, Kollapstheoreme der Plastizitätstheorie inklusive Unterschrankenanalyse (Charakteristikenverfahren) und Oberschrankenanalyse: Kinematische-Elemente-Methode (KEM), Discontinuous Layout Optimization (DLO) und numerische Methoden wie Finite Element Analysis (FEA), Shear Reduction Finite Element Analysis (SRFEA) und Finite Element Limit Analysis (FELA)
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Kontinuumsmechanik: Konzept der Volumenanteile, Prinzip der effektiven Spannung, Kinematik, Bilanzgleichungen, Stoffgleichungen, Randwertprobleme
- Wärmetransport im Boden: Wärmeleitung, konvektiver Wärmetransport, Phasenübergang, thermische Eigenschaften der Bodenbestandteile und der Bodenmischung
Projektorientiertes Lernen (POL)
- Stoffliche Modellierung (Entwicklung eines Stoffmodells für die eindimensionale Kompression von Sand)
Digitale Angebote
- Lehrmaterial über Stud.IP (Dateien: Skriptum zur VL und HÜ)
Prüfung
- Klausur im Rahmen der Modulprüfung „Bodenmechanik und Bodendynamik“ (Dauer: 45 Minuten, Wichtung gemäß den ECTS-Punkten im Modul, Hilfsmittel: Skript zur Vorlesung und Taschenrechner)