@misc{Zrenner, type = {Master Thesis}, author = {Zrenner, Louis}, title = {Modellierung des gekoppelten thermischen und hydraulischen Verhaltens von ZFSV-Bettungen bei erdverlegten H{\"o}chstspannungsleitungen}, doi = {10.35096/othr/pub-1790}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-17905}, school = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg}, pages = {IX, 122}, abstract = {Durch die dezentrale Energiegewinnung, welche aus dem Fokus auf regenerative Stromerzeugung resultiert, ist ein Ausbau des {\"U}bertragungsnetzes alternativlos - auch mit Hinblick auf den steigenden Strombedarf in den kommenden Jahrzehnten. Der Ausbau ist bereits beschlossene Sache, schreitet aber schleppend voran. Die Gr{\"u}nde hierf{\"u}r sind jedoch nicht etwa Verz{\"o}gerungen in der Bauausf{\"u}hrung, sondern vor allem die Ablehnung innerhalb der Bev{\"o}lkerung gegen{\"u}ber dem Neubau von Stromtrassen. Jahrelange Planungs- und Genehmigungsphasen sowie regelm{\"a}ßige {\"A}nderungen der Trassenverl{\"a}ufe sind die Folge. Die B{\"u}rgerbewegungen gegen den Netzausbau sind meist mit auf dem Einfluss auf das Landschaftsbild, der Strahlungsbelastung oder L{\"a}rmbel{\"a}stigung begr{\"u}ndet. Eine Erdverlegung w{\"u}rde hinsichtlich dieser Probleme (trotz kurzfristiger Mehrbelastung w{\"a}hrend der Bauphase) eine Alternative darstellen, weist jedoch baubedingte Problematiken wie den Abtransport der Verlustw{\"a}rme auf. Bei einer klassischen Sandbettung h{\"a}ngt die W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit maßgeblich vom Wassergehalt des Sandes ab, welcher je nach Witterungslage und geologischen Gegebenheiten sehr stark schwankt. Als Folge muss die Trasse f{\"u}r den ung{\"u}nstigsten Fall und damit unwirtschaftlich bemessen werden. Im Rahmen des Forschungsprojekts „DC-CTL DBI" wurde eine gasisolierte HG{\"U}-Leitung (GIL) erdverlegt und einem Langzeitversuch unterzogen. Anstelle einer Sandbettung wurde jedoch ein zeitweise fließf{\"a}higer, selbstverdichtender Verf{\"u}llbaustoff (ZFSV) verwendet. F{\"u}r den Einsatz als thermische Bettung bietet ein ZFSV mehrere Eigenschaften, welche eine klassische Sandbettung nicht bietet. So ist mit Hinblick auf die verschweißte Aluminium-H{\"u}lle der GIL kein Verdichtungsaufwand n{\"o}tig, welcher bei aktueller Bauform zweifelsfrei in Sch{\"a}den resultieren w{\"u}rde. Dar{\"u}ber hinaus weisen Fl{\"u}ssigb{\"o}den durch den Bentonit-Gehalt eine h{\"o}here adsorbierende Oberfl{\"a}che auf, wodurch der Anteil des Haftwassers im Boden zunimmt und die W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit der Bettung in ihrer Konstanz positiv beeinflusst wird. Im Zuge dieser Arbeit wurden die thermischen und hydraulischen Transportprozesse um die GIL mittels FEM in Plaxis2D untersucht und transient {\"u}ber den gesamten Messzeitraum (18 Monate) berechnet. Hierf{\"u}r wurden die Materialparameter durch labortechnische Versuche ermittelt und die Messergebnisse einer verbauten Wetterstation als Randbedingungen (Niederschlag, Temperatur, Evapotranspiration) aufgebracht. Die Ergebnisse aus Plaxis2D wurden abschließend mit der im Feldversuch verbauten Sensorik verglichen. Es zeigte sich, dass sowohl die Boden- als auch die Leitertemperaturen nur um wenige Grad von den Messwerten der Sensorik abweichen. Anders als bei den etablierten analytischen Bemessungsrechnungen, welche stets auf Vereinfachungen basieren, k{\"o}nnen auch Effekte wie konvektiver W{\"a}rmetransport oder Austrocknung bei gleichzeitig h{\"o}herer Genauigkeit der Ergebnisse untersucht werden. Um den Rechenaufwand gering zu halten, wurden lediglich die thermischen und hydraulischen Entwicklungen und Einfl{\"u}sse des Bodens ber{\"u}cksichtigt. Es ist aber durchaus m{\"o}glich, Verformungen und Kr{\"a}fte in die Berechnung zu integrieren und so ein ganzheitliches Berechnungsmodell zu erstellen.}, language = {de} } @misc{Spirkl, type = {Master Thesis}, author = {Spirkl, Florian}, title = {Vergleichende rechnerische Untersuchungen zur Lastaufteilung und Setzungen von Stabilisierungss{\"a}ulen mit Lasttransferschichten}, address = {Regensburg}, doi = {10.35096/othr/pub-1571}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-15713}, school = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg}, pages = {121}, abstract = {Die Erschließung von Neubaufl{\"a}chen, steigende Bauwerkslasten und strengere Anforderungen an Setzungen und Setzungsdifferenzen f{\"u}hren zu einem steigenden Bedarf an Tiefgr{\"u}ndungsmaßnahmen. Eine relativ junge Entwicklung auf diesem Gebiet ist die Anwendung von Stabilisierungss{\"a}ulen (StS) und pfahl{\"a}hnlichen Tragelementen als Alternative zur konventionellen Pfahlgr{\"u}ndung. Auf Grund der im Vergleich zum Pfahl geringeren Tragf{\"a}higkeit der StS werden diese zumeist als „S{\"a}ulenwald" angeordnet und die abzutragende Last {\"u}ber eine Lasttransferschicht (LTS) auf die einzelnen StS abgeleitet. Zus{\"a}tzlich wird h{\"a}ufig eine oder mehrere Geogitterlagen eingebracht, was zur Erh{\"o}hung des Lastanteils der StS f{\"u}hrt. Ein g{\"a}ngies Anwendungsbeispiel hierf{\"u}r ist z.B. die Gr{\"u}ndung eines Damms. {\"U}ber die Lastaufteilung zwischen StS und anstehender Weichschicht wurden im Laufe der Jahre verschiedenste Theorien und Berechnungsans{\"a}tze ver{\"o}ffentlicht. Zun{\"a}chst wird eine Auswahl verschiedener geschlossener Berechnungsans{\"a}tze f{\"u}r den 3-dimensionalen Fall vorgestellt und miteinander verglichen. Diesen ist gemein, dass f{\"u}r die Lastaufteilung lediglich die bodenmechanischen Eigenschaften der LTS und die geometrischen Parameter ben{\"o}tigt werden. Eine Ber{\"u}cksichtigung der anstehenden Weichschicht ist z.B. bei der iterativen Berechnung mittels Lasttransfermethode oder bei FE-Berechnungen m{\"o}glich. Diese Ans{\"a}tze werden, da durch die Ber{\"u}cksichtigung der Eigenschaften der Weichschicht weitere Freiheitsgrade entstehen, gesondert miteinander verglichen. Abschließend wird an Hand zweier Beispiele die Komplexit{\"a}t der Problemstellung „Ermittlung der Laustaufteilung zwischen StS und WS" aufgezeigt.}, language = {de} } @phdthesis{Wolfrum, author = {Wolfrum, Dominik}, title = {Wechselwirkungsverhalten von thermisch beanspruchten Rohren und zeitweise fließf{\"a}higen, selbstverdichtenden Verf{\"u}llbaustoffen}, publisher = {Gottfried Wilhelm Leibniz Universit{\"a}t Hannover}, address = {Hannover}, doi = {10.15488/10904}, pages = {xx, 245}, abstract = {Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen zeitweise fließf{\"a}higen, selbstverdichtenden Verf{\"u}llbaustoffen (kurz: ZFSV) und erdverlegten, thermisch beanspruchten Rohren und die Entwicklung eines Berechnungsansatzes, mit dem das Tragverhalten der Rohre genauer beschrieben werden kann. Zu den thermisch belasteten Rohren z{\"a}hlen Fernw{\"a}rmeleitungen sowie {\"U}bertragungsleitungen f{\"u}r hohe Gleichspannungen. Zur Berechnung der Verschiebungs- und Normalkraftverl{\"a}ufe entlang der Rohre ist vor allem die Kenntnis {\"u}ber den Widerstand gegen temperaturbedingte axiale Rohrverschiebung maßgebend. Der Verschiebewiderstand wird mit speziell entwickelten, kleinmaßst{\"a}blichen Versuchen im Labor untersucht und in Abh{\"a}ngigkeit des Probenalters und der Normalspannung dargestellt. Da die Normalspannung Einfluss auf die Gr{\"o}ße des Widerstands hat, wird ein Großversuch durchgef{\"u}hrt, mit dem aus der radialen Temperaturausdehnung des Rohres auf die Kontaktnormalspannungs{\"a}nderung geschlossen werden kann. Es wird bei dem Großversuch sowie bei den kleinmaßst{\"a}blichen Laborversuchen ein quasi-kontinuierlich messendes faseroptisches Messsystem eingesetzt, mit dem die Dehnungen bzw. Stauchungen des Rohres und des ZFSV bestimmt werden k{\"o}nnen. Aus den Versuchen wird gefolgert, dass im Vergleich zu nichtbindigen B{\"o}den, zwischen dem Rohr und dem ZFSV Adh{\"a}sionskr{\"a}fte auftreten, die zu deutlichen Verschiebewiderst{\"a}nden f{\"u}hren. Da es aktuell keine Regelwerke sowie wissenschaftliche Untersuchungen gibt, mit denen zuverl{\"a}ssig ein thermisch beanspruchtes Rohr bemessen werden kann, bei dem auch Adh{\"a}sionskr{\"a}fte an der Kontaktfl{\"a}che ber{\"u}cksichtigt werden, ist eine Bemessung von in ZFSV verlegten Rohren aktuell nicht m{\"o}glich. Im Rahmen dieser Arbeit wird das Tragverhalten solcher Rohrleitungssysteme untersucht und die Grundlagen f{\"u}r die Bemessung erstellt. Aus den kleinmaßst{\"a}blichen Laborversuchen, dem Großversuch sowie mit numerischen Untersuchungen wird das Kontaktverhalten analysiert und eine Arbeitslinie entwickelt, die den Verschiebewiderstand in Abh{\"a}ngigkeit der axialen Rohrverschiebung wiedergibt. Mit dieser Kontaktwiderstandsarbeitslinie wird ein Stab-Feder-System und ein halbanalytischer Berechnungsansatz entwickelt, mit denen die Normalkr{\"a}fte und Verschiebungen von erdverlegten, thermischen beanspruchten Rohren berechnet werden k{\"o}nnen.}, language = {de} }