Forschung und Entwicklung
Als technisch-wissenschaftliche Bundesoberbehörde führt die Bundesanstalt für Wasserbau verkehrswasserbauliche Forschung und Entwicklung auf den Gebieten der Bautechnik, der Geotechnik und des Wasserbaus im Binnen- und Küstenbereich durch. Die angewandte, praxisorientierte Forschung im Sinne einer Ressortforschung ist als aktive Nahtstelle zwischen der wissenschaftlichen Grundlagenforschung und der Praxis die Entwicklung von Entscheidungshilfen zur sachgemäßen Erfüllung verkehrswasserbaulicher Fachaufgaben ausgerichtet.
Die Forschung in der Geotechnik für das Ressort Verkehrswasserbau umfasst das Trag- und Verformungsverhalten des Bodens, das Strömungsverhalten des Grundwassers im Boden und an der Grenze zum freien Oberflächenwasser und die Wechselwirkungen von Boden, Wasser und Bauwerk. Für die Bearbeitung werden Labor- und Feldversuchstechniken genutzt und ggf. weiterentwickelt, Untersuchungen an Modellen durchgeführt, Messungen in situ herangezogen, Datenbanken genutzt und neu konzipiert, sowie numerische Verfahren auf ihre Eignung geprüft, genutzt und erweitert.
- Setzungen von Sanden bei Schwingungsbelastung
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Untersuchungen an schwingungsbelasteten Böden. Entwicklung eines empirischen Modells zur Prognose der Verschiebungen von Bauwerken im Umfeld von erschütterungsintensiven Baumaßnahmen.
Projektleitung: Zerrenthin Dr., U. - Statistische Auswertung von Erschütterungsemissionen
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Das Ziel ist die Präzisierung des Arbeitsmittels Erschütterungsprognose. Es werden die in der BAW gesammelten Ergebnisse von Erschütterungsuntersuchungen aufbereitet und in Abhängigkeit von eingesetzter Energie, Abstand von der Erschütterungsquelle, Bodeneigenschaften usw. zur Ermittlung von Kennwerten statistisch ausgewertet.
Projektleitung: Zierach, Rahula - Entwicklung des Zustands von Deckwerken bei Absenkung des technischen Standards
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Eine verbesserte Durchgängigkeit der Binnenwasserstraßen mit großen Schiffen ist bereichsweise nur unter Absenkung des technischen Standards möglich. Das Forschungsvorhaben soll untersuchen, inwieweit sich Standardabsenkungen technisch und wirtschaftlich auf Ufersicherungen mit Deckwerken auswirken.
Projektleitung: Kayser Dr., Jan - Erosion von Dichtungstonen und bindigen Böden unter Strömungsbelastung
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Im Vordergrund stehen Laboruntersuchungen zur Erosionsfestigkeit und zur Zerfallsbeständigkeit von Materialien zum Bau mineralischer Weichdichtungen (Tonen und anderen bindigen Böden). Dabei werden die bisherigen Testmethoden (Zerfallsversuch nach Endell, Pin-Hole-Test) auf ihre Anwendbarkeit und Reproduzierbarkeit hin untersucht und ggf. neue Verfahren entwickelt.
Projektleitung: Schneider, Achim - Technisch-biologische Ufersicherungen - Theorie und Modellversuche zur Belastbarkeit
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Durch modelltechnische und theoretische Untersuchungen zur Wirkungsweise und Belastbarkeit technisch-biologischer Ufersicherungen unter schiffsinduzierten hydraulischen Belastungen wird das bereits laufende Forschungsprojekt "Technisch-biologische Ufersicherungen" ergänzt. Die Ergebnisse aus beiden Projekten bilden die Grundlage für notwendige Bemessungsregeln.
Projektleitung: Eisenmann, J. - Wechselbelastung an Kleinverpresspfählen
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Verankerungen erfahren häufig zyklische Belastungen. Bisher gibt es für Kleinverpresspfähle nur für rollige Böden über dem Grundwasserspiegel Bemessungsansätze. Hiermit sollen erste Daten über den Einfluss von Wechsellasten auf die Tragfähigkeit von Kleinverpresspfählen in bindigen Böden gewonnen werden.
Projektleitung: Dornecker, Eva - Bestimmung der Widerstandsfähigkeit von Deichen
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Die Widerstandsfähigkeit von Deichen gegenüber hydraulischen Einwirkungen wird insbesondere vom Zustand der Deichabdeckung bestimmt, wie z.B. Materialqualität, Wassergehalt, Strukturbildung. Alle beeinflussenden Faktoren werden in einem numerischen Modell berücksichtigt, um Deiche ganzheitlich beurteilen zu können.
Projektleitung: Pohl Dr., Martin - Hydraulische Wechselwirkungen zwischen Grund- und Oberflächenwasser
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Vorhersagen der Auswirkungen anthropogener oder natürlicher Änderungen der Abflussverhältnisse auf das Grundwasser erfordern ein fundiertes Verständnis der Austauschprozesse zwischen Grund- und Oberflächenwasserströmung. Die Dynamik des Wasseraustausches soll im Gebiet einer Deichrückverlegung näher untersucht werden.
Projektleitung: Montenegro Dr., H. - Hydraulischer Grundbruch unter unterströmten Bauwerken mit luftseitigen Auflastfilter
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Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erstellung eines geeigneten Ansatzes zum Nachweis der Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch bei unterströmten Wänden mit luftseitig aufgebrachtem Auflastfilter. Dazu sind sowohl numerische Strömungs- und Spannungs-Verformungsberechnungen als auch Modellversuche vorgesehen.
Projektleitung: Laursen, Charlotte - Deckwerksanalyse mit DEM
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Deckwerksanalyse mit der Distinct Element Method (DEM) - Mit numerischen Verfahren wird das Verhalten von Deckwerken im Tidegebiet untersucht, um die lokalen Randbedingungen bei der Bemessung zu berücksichtigen.
Projektleitung: Pohl Dr., Martin - Ausbildung von Dichtungsanschlüssen im Streckenbereich von Wasserstraßen
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Die Verbindung von Dichtungen aus der freien Kanalstrecke an Bauwerke ist eine potenzielle Schwachstelle, zu deren sicheren Ausführung Vorschläge erarbeitet werden.
Projektleitung: Kayser Dr., Jan - Technisch-biologische Ufersicherungsmaßnahmen - Quantifizierung ihrer Belastbarkeit und Möglichkeiten ihrer Anwendung an Binnenwasserstraßen
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Quantifizierung ihrer Belastbarkeit und Möglichkeiten ihrer Anwendung - Für die Anwendung technisch-biologischer Ufersicherungen sind Grundlagen und Empfehlungen erforderlich, die gemeinsam von BAW und BfG erarbeitet werden.
Projektleitung: Fleischer, Petra - Numerische Modellierung von Bruchvorgängen in Böden
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Ziel des Projektes ist die netzunabhängige numerische Modellierung der Entstehung und Ausbreitung von Scherfugen in Böden unter Berücksichtigung des Entfestigungsverhaltens.
Projektleitung: Stelzer, Oliver - Konsolidationsverhalten von Baggergut (Schlick)
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Das Konsolidationsverhalten von Baggergut (Schlick) wird messtechnisch erfasst und in einem numerischen Programm für andere Fragestellungen implementiert.
Projektleitung: Pohl Dr., Martin - Bemessung von geotechnischen Filtern unter instationärer Belastung
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Der im Grundwasser enthaltene Gasanteil bewirkt im Filter instationäre Belastungen mit hohen hydraulischen Gradienten, für die Filterkriterien zu entwickeln sind.
Projektleitung: Eisenmann, J. - Modellierung der Verformung nichtbindiger Böden unter zyklischer Belastungseinwirkung von Schleusenbauwerken
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Nichtbindige Böden zeigen infolge zyklischer Belastung eine erhebliche Akkumulation plastischer Verformungen, die zu Bauwerksschäden führen können.
Projektleitung: Herten Dr., Markus - Infiltrationsdynamik in Erdbauwerken
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Die Berechnung von Infiltrationsvorgängen in nicht vollständig wassergesättigten Baugrund ist außerordentlich komplex, wenn Erdmaterialien unterschiedliche Textur beteiligt sind oder wenn der Einfluss von Lufteinschlüssen auf rasche Randbedingungsänderungen zu berücksichtigen ist. Im Forschungsprojekt solle Ansätze zur Berechnung der Infiltrationsdynamik für diese Fälle erprobt werden.
Projektleitung: Montenegro Dr., H. - Bemessung korrodierter Stahlspundwände im Wasserbau
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Zur Beurteilung der Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit werden die Auswertungen von Spundwanddickenmessungen weiterentwickelt und Alternativverfahren getestet.
Projektleitung: Heeling, Anne - Böden unter Stoßbelastung
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Basierend auf Untersuchungen über das Eindringen von Binnenschiffen in Böschungen werden Berechnungsverfahren zur Prognose des Bremswegs und der Kontaktkräfte entwickelt
Projektleitung: Kauther, Regina - Grundwasser- und Wärmetransportmodelle
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Das Forschungsvorhaben dient zur Erprobung numerischer Verfahren und Programmsysteme. Ziel ist die Erstellung von Vorgaben zur geeigneten, numerischen Modellierung von komplexen Strömungs- und Wärmetransportvorgängen im Grundwasser (z. B. dreidimensionale, instationäre, gesättigt-ungesättigte Modellierung).
Projektleitung: Odenwald Dr., B. - Bestandsaufnahme vorhandener Deckwerke
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Für die weitere Optimierung der Bemessungsgrundlagen für Deckwerke werden systematisch praktische Erfahrungen mit bestehenden Deckwerken gesammelt und ausgewertet.
Projektleitung: Fleischer, Petra - Bruch- und Verformungsverhalten von rutschgefährdeten Böschungen unter Berücksichtigung des Dreiphasensystems
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Die Berücksichtigung von natürlichen Gas-Einschlüssen im Porenwasser erlaubt Aussagen zur räumlichen und zeitlichen Entwicklung der Porenwasserdruck(PWD)verteilung. In-situ Messungen im Ton zeigen, dass instationärer PWD das Geländebruchverhalten beeinflussen kann (Bodenverformung, Luftdruck-Änderung, Verdunstung, Niederschlag).
Projektleitung: Schulze, Roland - Hydraulischer Grundbruch in bindigen Böden
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Das Forschungsvorhaben dient zur Erprobung numerischer Verfahren und Programmsysteme. Ziel ist die Erstellung von Vorgaben zur geeigneten, numerischen Modellierung von komplexen Strömungs- und Wärmetransportvorgängen im Grundwasser (z. B. dreidimensionale, instationäre, gesättigt-ungesättigte Modellierung).
Projektleitung: Laursen, Charlotte - Parameter für Stoffgesetze bei FE-Berechnungen
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Die Stoffgesetze für die Simulation von Böden in Finite-Element-Berechnungen benötigen eine Vielzahl von Parametern, die nach Möglichkeit aus Labor- und Feldversuchen abgeleitet werden sollten.
Projektleitung: Herten Dr., Markus
