Einfluss der Dichte auf den Suffosionsverlauf in binären granularen Packungen

Fachbeitrag unter Mitwirkung von GEPRO

In der Ausgabe 45 (2022) Heft 4 der Fachzeitschrift "geotechnik" erschien der Fachartikel "Einfluss der Dichte auf den Suffosionsverlauf in binären granularen Packungen" welcher unter Mitwirkung von Dr. Johannes Welsch der GEPRO Ingenieurgesellschaft entstand.

 

Der Artikel befasst sich mit dem Einfluss der Ausgangsdichte eines suffosionsanfälligen Bodens auf die Auswirkungen eines Materialverlustes infolge Durchströmung. Hierfür wurden theoretische Untersuchungen mittels Diskrete-Elemente-Simulationen und Laborversuche an künstlich zusammengemischten Bodenmaterialien durchgeführt.

 

Der Fachbeitrag erschien in "geotechnik" (Link zur Zeitschrift) Jahrgang 45 2022, Heft 4, S. 268 - 276.

 

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Suffosion ist ein hydromechanischer Prozess, welcher die Umlagerung und den Transport der feinen Partikel eines Bodens infolge einer Wasserströmung beschreibt. Um die Auswirkungen des Materialverlustes infolge Suffosion auf das Materialverhalten zu verstehen, wurden der Einfluss der Ausgangsdichte des Bodens auf die Masse des Materialverlusts, die volumetrische Verformung und die Änderung der Wasserdurchlässigkeit untersucht. Hierfür wurde die Struktur (Kontakt- und Kontaktkraftverteilung) eines suffosionsanfälligen Bodens qualitativ mithilfe von DEM-Simulationen dargestellt und ausgewertet. Anhand von Laborversuchen unter isotroper Belastung und konstanter Durchströmung wurden die Auswirkungen verschiedener Dichten experimentell untersucht. Mit steigender Materialdichte zeigten sich eine Abnahme des Materialverlustes, eine Abnahme der Verformungen und eine Abnahme der Wasserdurchlässigkeit infolge der Suffosion. Um die Änderung des mechanischen Verhaltens beschreiben zu können, wurden drainierte Triaxialversuche an nichtdurchströmten und durchströmten Proben durchgeführt. Hierbei zeigte sich, dass die drainierte Scherfestigkeit hauptsächlich von der Porenzahl des Grobmaterials vor der Scherung abhängt, unabhängig davon, ob diese künstlich oder infolge Durchströmung entstand.

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