TY  - THES
A1  - Fischer, Lars-Henning
T1  - Wirtschaftlichkeitsuntersuchung von Behelfsverkehrsführungen an Autobahnarbeitsstellen unter Berücksichtigung der Querschnittsabmessungen
N2  - Entsprechend des jeweiligen Erhaltungszustandes einer Straße müssen immer wieder Arbeitsstellen eingerichtet werden, um Baumaßnahmen zum Substanzerhalt der Straßeninfrastruktur durchzuführen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit solchen Arbeitsstellen an vierstreifigen Autobahnen. Für vierstreifige Autobahnen ergibt sich aus den bestehenden Regelwerken und Anforderungen des Straßenbaulastträgers die Erfordernis, möglichst Behelfsverkehrsführungen der Form 4+0 einzurichten. Ferner sollen die beiden Fahrtrichtungen zur Erhöhung der Verkehrssicherheit möglichst durch transportable Schutzeinrichtungen getrennt werden. Unter Berücksichtigung der Mindestwerte die in den gültigen Regelwerken für Behelfsfahrstreifen genannt werden, ergibt sich für eine Behelfsverkehrsführung der Form 4+0, mit Trennung des Gegenverkehrs durch transportable Schutzeinrichtungen, eine Mindestbreite von 12,0 m, die als befestigte Fläche zur Verfügung stehen muss. In der Praxis haben die Richtungsfahrbahnen von vierstreifigen Autobahnen in der Regel Breiten der befestigten Fläche von deutlich weniger als 12,0 m. Daher werden in der Baupraxis Kompromisslösungen eingesetzt, die im wesentlichen darauf beruhen, entweder eine andere Verkehrsführung als 4+0 einzusetzen, auf die Trennung mittels transportabler Schutzeinrichtung zu verzichten, die Fahrstreifenbreiten unter das geforderte Mindestmaß zu verringern oder die Breite der befestigten Fläche im Vorfeld der Maßnahme baulich zu verbreitern. Die vorliegende Arbeit nimmt sich dieser Problematik an. Hierzu werden die bestehenden Anforderungen und Randbedingungen analysiert, die hieraus resultierenden Konflikte beschrieben und die in der Praxis eingesetzten Varianten, Kombinationen aus Behelfsfahrstreifenbreiten, Verkehrsführung und Trennungssystem, vergleichend bewertet. Dieser Vergleich erfolgt für verschiedene Breiten der Richtungsfahrbahnen und für verschiedene Verkehrsstärken. Aufgabe des Vergleichs war es, die Variante herauszufinden, welche unter bestimmten Randbedingungen (wie z. B. Verkehrsstärke, Höhe der Baukosten) die niedrigsten volkswirtschaftlichen Gesamtkosten aufweist. Als Vergleichsverfahren wurde ein volkswirtschaftlicher Ansatz gewählt. Für die Durchführung des volkswirtschaftlichen Vergleiches wurde zunächst analysiert, auf welche bewertungsrelevanten Größen sich die untersuchten Varianten auswirken. Hierbei stellten sich die Größen Investitionskosten, Arbeitsstellendauer, Fahrzeuggeschwindigkeiten und Unfallkosten als die relevanten Einflussgrößen dar. Die Wirkungen der eingesetzten Varianten auf die relevanten Einflussgrößen mussten im Rahmen der vorliegenden Arbeit quantifiziert werden. Die Quantifizierung der Wirkungen erfolgte daher weitgehend im Rahmen der vorliegenden Arbeit, bestehende Kenntnislücken konnten durch die vorliegende Arbeit verkleinert werden. Als Grundlage zur Quantifizierung der Wirkungen konnte dabei auf vorhandene empirische Daten und Auswertungen zurückgegriffen werden. Zur Absicherung der, durch das volkswirtschaftliche Bewertungsverfahren erzielten Berechnungsergebnisse, wurden in der Berechnung maßgebliche Kenngrößen variiert. Hierdurch konnten Aussagen zur Sensitivität der Berechnungsergebnisse erzielt werden. Die Arbeit zeigt, dass ein Vergleich der betrachteten Varianten mit dem in der Arbeit angepassten Bewertungsverfahren möglich ist. Für die untersuchten Varianten wurden jeweils deren volkswirtschaftliche Vor- und Nachteile herausgearbeitet und aufgezeigt, aus welchen der betrachteten Felder (Verkehrsablauf, Verkehrssicherheit, Kosten, Umwelt) diese Vor- und Nachteile resultieren. Die erzielten Berechnungsergebnisse wurden dahingehend ausgearbeitet, dass Einsatzempfehlungen für die einzelnen Varianten gegeben werden konnten. Dabei wurden jeweils Empfehlungen für vier verschiedene Breiten der befestigten Fläche, drei unterschiedliche Baukostenansätze und sechs verschiedene Verkehrsstärken gegeben. Durch die Arbeit konnten einige bislang vorhandene Kenntnislücken geschlossen bzw. verkleinert werden, dies betrifft z. B. die Darstellung der Zusammenhänge zwischen Behelfsverkehrsführung, Baukosten und Bauzeit, die Ermittlung von Unfallkenngrößen für verschiedene Verkehrsführungen und Behelfsfahrstreifenbreiten, die Ermittlung von Verkehrsstärke-Geschwindigkeitsbeziehungen für verschiedene Verkehrsführungen und Behelfsfahrstreifenbreiten sowie die Ableitung von Mindestbreiten von Behelfsfahrstreifen. Durch die Arbeit konnte auch aufgezeigt werden, dass in einigen Teilbereichen noch weiterer Forschungsbedarf besteht.
KW  - Wirtschaftlichkeit
KW  - Baustelle
KW  - Autobahn
KW  - Straßenquerschnitt
KW  - Straßenverkehr
KW  - Behelfsverkehrsführungen
KW  - Autobahnarbeitsstellen
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20090923-14846
ER  - 
TY  - THES
A1  - Pang, Zhiqi
T1  - Phosphorus enrichment in the treatment of pig manure in China using anaerobic digestion technology
N2  - Phosphorus (P) is a key irreplaceable nutrient element in all life forms. Almost all phosphorus used by society is mined from non-renewable phosphate rock. Approximately 80% of global phosphate rock consumption is used for fertilizer production. However, as a finite resource, the world phosphate reserve could be exhausted within the next 100-250 years. The phosphate resource in China is also limited. The exploitable deposits could be exhausted within 70 years. Investigations show that the largest recoverable phosphate resource in China is found in animal manure. It was estimated that the potential phosphate resource in intensive-scale animal plants accounts for 47% of the total consumption of phosphate rock of the country each year. Pig manure contains phosphorus and nitrogen in high concentration. The objective of this study is to investigate forced P-precipitation in pig manure combined with anaerobic digestion; when biogas is generated, an enriched P-containing digested manure sludge can be obtained. Anaerobic digestion experiments indicated that total concentrations of phosphorus (TP) and kjeldahl nitrogen (TKN) remained basically constant before and after anaerobic digestion. However, the composition of nitrogen and phosphorus in digested manure was quite different; 37.7% of phosphorus existed as PO4-P in the raw pig manure, whilst 20.8% of PO4-P was present in the digested pig manure. NH4-N accounted for 50.4% of the total TKN in raw pig manure, while most of the TKN in digested manure (79.3%) was composed of NH4-N. The pH value of pig manure rose by 0.88 units after anaerobic digestion. PO4-P was reduced by 45% during anaerobic digestion. The average molar ratios of Mg/P and Ca/P achieved were 1.3 and 1.7. It was found that solid/liquid separation has little influence on the change in the molar ratios. The optimal position for P-precipitation is after anaerobic digestion. P-precipitation should be conducted in homogeneous digested pig manure. The ideal pH range for P-precipitation is between 8.0 and 9.5. In the pH range of 8.8-9.5, struvite precipitation dominates the precipitation reaction. The existence of calcium ions results in competitive reaction with magnesium ions. In the pH range of 8.0-8.8, calcium phosphate was apt to form. Both MgCl2•6H2O and MgO can be adopted as a magnesium source. MgO is suitable for supplementation in raw manure. Without the addition of other alkali, the pH value rose to 8.5. Nearly 85% of soluble phosphorus (PO4-P) could be removed from liquid portion. MgCl2•6H2O has good solubility. When MgCl2•6H2O was used at a pH value of 9.0, the equilibrium time required was 30 minutes. The appropriate Mg2+/PO4-P molar ratio was 1.3. Under these conditions, whether with raw or digested manure, 90% of PO4-P could be removed. Forced P-precipitation combined with anaerobic digestion is suitable for application in China. More than 90% of the soluble phosphorus could be removed from the liquid portion of pig manure through forced P-precipitation. With the aid of flocculants, 95.7% of the total phosphorus could be precipitated in the final manure solid.
N2  - Phosphor (P) ist ein zentrales Element und ein unersetzbarer Nährstoff in allen Lebensformen. Phosphathaltige Mineraldünger werden aus Phosphaterz hergestellt. Ungefähr 80% des weltweiten Phosphaterzverbrauchs wird von der Düngemittelindustrie genutzt. Allerdings werden als eine endliche Ressource die weltwirtschaftlich abbaubaren Phosphatreserven für nur noch ca. 100-250 Jahre reichen. Die Ressource Phosphat in China ist ebenfalls begrenzt. Die verwertbaren Lagerstätten können noch 70 Jahre genutzt werden. Die Kosten für den Abbau steigen, es ist daher notwendig nach Recyclingmöglichkeiten zu suchen. Bilanzen zeigen, dass die größten wiedergewinnbaren Phosphatressourcen in China sich in tierischer Gülle befinden. Es wurde geschätzt, dass die potenzielle Phosphatressource in Massentierhaltungsanlagen 47% des gesamten Verbrauchs von Phosphaterz des Landes pro Jahr beträgt. Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der P-Fällung in der Schweinegülle, kombiniert mit anaerober Vergärung, um einen mit Phosphat angereicherten stabilisiersten Gülleschlamm zu erhalten, der landwirtschaftlich verwertet werden kann. Der Fokus liegt auf einem Einsatz in China. Die anaeroben Vergärungsversuche deuteten darauf hin, dass die Gesamtkonzentrationen von Phosphor (TP) und Total-Kjeldahl-Stickstoff (TKN) im Wesentlichen konstant vor und nach der anaeroben Vergärung blieben. Allerdings veränderte sich die Bindungsformen von Stickstoff und Phosphor durch die Vergärung. 37,7% des Phosphors lag als PO4-P in der rohen Gülle vor, während nur noch 20,8% als PO4-P in der vergorenen Schweinegülle enthalten war. NH4-N stellte 50,4% des gesamten TKN in der rohe Schweinegülle dar, während die größte Teil des TKN (79,3%) in der vergorenen Gülle aus NH4-N bestand. Der pH-Wert von Schweinegülle stieg um 0,88 Einheiten nach der anaeroben Vergärung an. 45% des PO4-P wurde während der anaeroben Vergärung reduziert. Die durchschnittlichen Molarverhältnisse von Mg/P und Ca/P betrugenen 1,3 und 1,7. Die Fest/Flüssig-Trennung hat wenig Einfluss auf die Änderung der Molarenverhältnisse. Es optimal ist die P-Fällung in der homogenen vergorenen Schweinegülle durchzuführen. Der optimale pH-Bereich für die P-Fällung liegt zwischen 8,0 und 9,5. Im pH-Bereich von 8,8-9.5 wird die Fällungsreaktion der Struviteformation dominiert. Die Existenz von Calcium-Ionen führt zu einer konkurrierenden Reaktion mit Magnesium-Ionen. Im pH-Bereich von 8,0 bis 8,8 bildete sich tendenziell mehr Calciumphosphat. Sowohl MgCl2•6H2O als auch MgO können als Magnesiumquelle verwendet werden. MgO ist geeignet zur Zugabe in roher Gülle. Ohne den Zusatz von anderen Alkalinen stieg der pH-Wert an auf 8,5. Fast 85% des löslichen Phosphors (PO4-P) konnte aus dem Flüssiganteil entfernt werden. MgCl2•6H2O ist gut löslich. Als MgCl2•6H2O mit einem pH-Wert von 9,0 verwendet wurde, betrug die Gleichgewichtszeit 30 Minuten. Das entsprechende Mg/P Molareverhältnis betrug 1,3. Die P-Fällung in Kombination mit anaerober Vergärung eignet sich für den Einsatz in China. Mehr als 90% des löslichen Phosphors konnten aus dem Flüssiganteil der Schweinegülle durch P-Fällung entfernt werden. Mit Hilfe von Flockungsmitteln konnten bis zu 95,7% des gesamten Phosphors (TP) in das Gärrest-Endprodukt eingebunden werden.
T2  - Anreicherung von Phosphor an die Gärreste bei der anaeroben Schweinegüllebehandlung
KW  - Phosphor
KW  - Schweinegülle
KW  - Vergärung
KW  - Struvite
KW  - phosphorus
KW  - pig manure
KW  - anaerobic digestion
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20080704-13640
ER  - 
TY  - THES
A1  - Arifin, Yulian Firmana
T1  - Thermo-hydro-mechanical behavior of compacted bentonite-sand mixtures: an experimental study
N2  - Heat, gas, and leachate are primary by-products of landfill processes in municipal solid waste landfills. In nuclear waste repository, temperature of the waste also raises due to radioactivity processes. Temperature increase in the repository induces hydro-mechanical processes of its sealing material. Moderate to high temperature is expected to be encountered in the field situation. In this thesis, a study on the thermo-hydro-mechanical behavior of compacted bentonite-sand mixtures which are among the materials proposed to be used as sealing material for landfills and hazardous waste repository is presented. Mixtures of a calcium-type bentonite, Calcigel, and quartz sand were used in this study. Series of tests including suction and swelling pressure measurement, drying-wetting under unconfined and confined conditions were conducted at a moderately high temperature. Tests at room temperature including basic and physico-chemical characterization, microstructure and fabric studies, and osmotic suction were conducted in order to provide insight into understanding the hydro-mechanical processes taking place in the bentonite. The experimental data obtained are presented and compared to the result of the previous tests for the same material performed by other researchers at room temperature. The changes in hydro-mechanical behavior due to elevated temperature were analyzed and discussed based on the suction components of soil which are influenced by temperature. At the end, conclusions concerning the temperature effects on the hydro-mechanical behavior of the materials are drawn and suggestions for future studies are made.
N2  - In Folge der Prozesse in den Siedlungsabfalldeponien entstehen Wärme, Gas und Sickerwasser als Nebenprodukte. In Deponien für nukleare Abfälle nimmt die Wärme in Abhängigkeit deren Radioaktivität zu. Aufgrund der Wärmeentwicklung im Abfall kommt es in dem die Kanister umgebenden Dichtelement zu Temperaturänderungen, was verschiedene hydro-mechanische Prozesse verursacht, die sowohl bei niedrigen als auch bei mäßig hohen Temperaturen stattfinden. In dieser Dissertation wird eine Studie über die Auswirkungen von Temperaturänderungen auf das hydro-mechanische Verhalten von Bentonit-Sand-Gemischen vorgestellt, welche ein mögliches Dichtungsmaterial für Verschlussbauwerke in Deponien für radioaktive Abfälle darstellen. In dieser Studie wurden Mischungen von Kalzium-Bentonit, genannt “Calcigel“, und Quarzsand verwendet. Es wurden bei mäßig hohen Temperaturen Versuchsreihen durchgeführt, die die Messung der Saugspannungen und des Quelldrucks, als auch die Ermittlung der Saugspannungs-Wassergehalts-Beziehung auf dem Trocknungs- sowie Bewässerungspfad bei behinderter und nicht behinderter Volumenänderung beinhalten. Des weiteren wurden bei Raumtemperatur Versuche zur Bestimmung der physiko-chemischen Eigenschaften sowie Untersuchungen zur Struktur und der osmotischen Saugspannung durchgeführt. Das Ziel dieser Untersuchungen war es, einen besseres Verständnis der innerhalb des Bentonits stattfindenden hydro-mechanischen Prozesse zu erlangen. Die experimentell gewonnenen Daten werden vorgestellt und mit Ergebnissen aus vorangegangenen Forschungsarbeiten am selben Material bei Raumtemperatur verglichen. Die beobachteten Änderungen im hydro-mechanischen Verhalten aufgrund der erhöhten Umgebungstemperatur werden analysiert und diskutiert, wobei besonderes Augenmerk auf die Materialkomponenten gelegt wird, deren Eigenschaften und Verhalten durch die Temperatur beeinflusst wird.
T2  - Das thermo-hydromechanische Verhalten von verdichteten Bentonit-Sand-Mischungen: eine experimentelle Analyse
KW  - Temperatur
KW  - Bentonit-Sand
KW  - Quelldruck
KW  - hydromechanische Prozesse
KW  - Bentonite-sand
KW  - temperature
KW  - swelling pressure
KW  - drying-wetting
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20081006-14288
ER  - 
TY  - THES
A1  - Zellmann, Hans-Dieter
T1  - Metaphosphat – modifizierte Silikatbinder als Basis säurebeständiger Beschichtungsmaterialien
T1  - Metaphosphate modified silica-binder for acid resistant coating materials
N2  - Mörtel basierend auf erhärtetem Wasserglas als Binder weisen eine ausgesprochen gute Beständigkeit im Kontakt mit stark sauren Medien auf; unzureichend hingegen ist die che-mische Beständigkeit im Kontakt mit alkalischen bis schwachsauren Medien. Ziel der Un-tersuchungen ist eine Verbesserung der Wasserbeständigkeit von Natriumsilikatbindern durch gezielte chemische Modifikation mit verschiedenen Metaphosphaten. Durch eine systematische Charakterisierung der Zusammensetzung und des strukturellen Aufbaus der Binder werden dabei die Ursachen der bindertypischen Eigenschaften aufgeklärt. Eine Modifikation der Natriumsilikatlösung mit Natriumtrimetaphosphat hat eine Erhöhung des Kondensationsgrades und eine verbesserte mechanische Beständigkeit des verfestig-ten Natriumsilikatbinders zur Folge. Durch die reaktive Bindung der Basizität der Natriumsi-likatlösung beim Abbau der Metaphosphatstruktur wird die Wasserbeständigkeit mit Natri-umtrimetaphosphat modifizierter Natriumsilikatmörtel erhöht. Die gute Beständigkeit im Kontakt mit hochkonzentrierter Schwefelsäure bleibt nahezu unverändert erhalten. Eine Modifikation der Natriumsilikatlösung mit Aluminiumtetrametaphosphat führt durch Reaktion beider Komponenten miteinander zur Bildung eines alumosilikatischen Netzwer-kes. Das alumosilikatische Netzwerk des mit Aluminiumtetrametaphosphat modifizierten Natriumsilikatbinders ist auch in einer stark alkalischen Natriumhydroxidlösung beständig. Die gute Beständigkeit des Binders im Kontakt mit hochkonzentrierter Schwefelsäure bleibt trotz des Aluminates im Bindernetzwerk erhalten.
N2  - Mortars based on hardened water glass as binding agent present a very good resistance in contact with strongly acid fluids. Insufficient, however, is the chemical resistance in contact with alkaline to weakly acid fluids. Aim of the investigations is an improvement of the water resistance of sodium silicate binders by specific chemical modifications through various metaphosphates. Thereby the causes of the binder specific properties are defined by a systematic characterization of the composition and of the structure of the binders. A modification of the sodium silicate solution by sodium trimetaphosphate produces an in-crease of the condensation degree and an improved mechanical resistance of the solidified sodium silicate binder. The water resistance of sodium silicate mortars modified by sodium trimetaphosphate is increased by the reactive binding of the basicity of the sodium silicate solution during the reduction of the metaphosphate structure. The good resistance in con-tact with highly concentrated sulphuric acid is kept nearly unchanged. A modification of the sodium silicate solution by aluminium tetrametaphosphate produces due to the reaction of both components the formation of an aluminosilicate network. The aluminosilicate network of the sodium silicate binder modified by aluminium tetrameta-phosphate also remains resistant in a strongly alkaline sodium hydroxide solution. The good resistance of the binder in contact with highly concentrated sulphuric acid is main-tained despite the aluminate in the binder network.
KW  - Wasserglas
KW  - Mörtel
KW  - Metaphosphat
KW  - säurefeste Beschichtungen
KW  - water-glass
KW  - metaphosphate
KW  - motars
KW  - acid resistant coating material
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20081127-14385
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wolff, Thomas
T1  - Ein methodischer Bemessungsansatz zur Abschätzung des Tragverhaltens von Pfahlgründungen in weichem kalkigen Sedimentgestein
T1  - A Methodical Design Approach to estimate the Laod Bearing Capacity of Pile Foundations in soft calcareous Sedimentary Rock
N2  - In der vorliegenden Arbeit wird das Tragverhalten und das Sicherheitsniveau axial belasteter Großbohrpfähle in den pleistozänen Kalkarenit der Küstenregion von Dubai untersucht. Zunächst wird auf der Grundlage von Ergebnissen umfangreicher Baugrundanalysen und Probebelastungen das Tragverhalten detailliert beschrieben. Anschließend wird ein auf der Finiten-Elemente-Methode basierendes Strukturmodell zur Simulation des Last-Setzungsverhaltens von Großbohrpfählen im Sinne eines numerischen Versuchsstandes entwickelt. Um herstellungsbedingte Veränderungen der Baugrundeigenschaften in der Kontaktzone Pfahl-Baugrund zu berücksichtigen, die mit boden- und felsmechanischen Elementversuchen gewöhnlich nicht erfassbar sind, werden die Größen der relevanten konstitutiven Parameterwerte iterativ mittels inverser Optimierungsstrategien bestimmt. Abschließend wird eine methodische Vorgehensweise aufgezeigt, wie das Sicherheitsniveau axial belasteter Großbohrpfählen unter Berücksichtigung der räumlichen Variabilität der Baugrundeigenschaften zuverlässig abgeschätzt werden kann.
N2  - The main focus of this dissertation is, how the Estimation of the Load-Settlement behaviour of axial loaded Pile foundation can be improved when the constitutive parametervalues are invers indentified by Optimisation strategies. Following it is shown how the reliability of pile foundations can be estimated on the basis of the identified parametervalues and the lod test results.
T3  - Schriftenreihe Geotechnik - 22 
KW  - Pfahl
KW  - Pfahlgründung
KW  - Bemessung
KW  - Partikel-Schwarm-Optimierung
KW  - Optimierung
KW  - Zuverlässigkeit
KW  - Faseroptischer Sensor
KW  - Sediment
KW  - Parameteridentif
KW  - Autokorrelationslänge
KW  - Pfahlprobebelastung
KW  - Pile Foundation
KW  - Pile Load Test
KW  - Reliability
KW  - fiber optical Sensor
KW  - Paramter Identification
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20100125-14993
ER  - 
TY  - THES
A1  - Semar, Olivier
T1  - Anwendung der Perkolationstheorie zur Analyse des suffosiven Partikeltransportes
T1  - An application of the percolation theory to analyse suffusive particle transport
N2  - Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der geometrischen Suffosionsbeständigkeit von Erdstoffen. Mit dem wahrscheinlichkeitstheoretischen Ansatz der Perkolationstheorie wurde ein analytisches Verfahren gewählt, mit dem suffosive Materialtransportprozesse modelliert und quantifiziert werden können. Mit dem verwendeten Perkolationsmodell wurde eine beliebige Porenstruktur eines realen Erdstoffes im 3-Dimensionalen modelliert. Mögliche Materialtransportprozesse innerhalb der modellierten Porenstruktur wurden anschließend simuliert. Allgemein gültige Gesetzmäßigkeiten wurden hergeleitet und Grenzbedingungen formuliert. Diese sind vom Erdstoff unabhängig und beschreiben Zusammenhänge zwischen Materialtransport und Porenstruktur. Anwendbar sind diese Ergebnisse auf homogene, isotrope und selbstähnliche Erdstoffgefüge. Aussagen über konkrete Erdstoffe können über die Transformationsmethode erfolgen. Für die Verwendung der Transformationsmethode ist vorab die relevante Porenstruktur, d. h. die Porenengstellenverteilung, zu ermitteln.
N2  - This thesis presents a new approach to analyze the geometrical suffusion stability of soils. With the percolation theory an analytical method is used which takes a 3D pore structure into account. This theory is a branch of the probability theory dealing with properties of random media. Characteristic parameters of the pore structure in 3D can be denoted. Possible granular structural change of arbitrary soils can be simulated and quantified. Self similarity as well as isotropic and homogeneous conditions are therefore assumed. General mathematical interrelationships and limiting conditions of granular structural change were derived. These interrelationships and limiting conditions are irrespective of the soil. They describe the relationship between potential movement of fines and the related pore structure. This requires that in advance the relevant pore structure has to be calculated. Relevant for transport and clogging of fines is the constriction size distribution of the quasi static granular structure.
T3  - Schriftenreihe Geotechnik - 23 
KW  - Perkolationstheorie
KW  - Suffosion
KW  - Modellierung
KW  - Computersimulation
KW  - percolation theory
KW  - suffusion
KW  - modelling
KW  - simulation
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20101124-15252
UR  - http://vg01.met.vgwort.de/na/381cd1300fab4e448c1914ae18e63f1d
ER  - 
TY  - THES
A1  - Frank-Jungbecker, Andrea
T1  - Verkehrsmengenrisiko bei PPP-Projekten im Straßensektor - Determinanten effizienter Risikoallokation
T1  - Traffic revenue risk in PPP projects in the road sector - determinatns of efficient risk allocation
N2  - Trotz weltweit umfangreichen Erfahrungen mit Public Private Partnership Projekten im Straßensektor bleibt der Umgang mit dem Verkehrsmengenrisiko für die Projektbeteiligten eine Herausforderung. Die Arbeit widmet sich daher der wesentlichen Fragestellung nach einer effizienten Allokation dieses Risikos, dem nicht weniger Bedeutung zukommt als für den gesamtwirtschaftlichen Erfolg eines Straßenkonzessionsprojektes eine entscheidende Rolle zu spielen. Untersucht werden zunächst die Charakteristika des Verkehrsmengenrisikos mit seinen umfänglichen Einflussfaktoren. Anschließend werden die in der Praxis zur Anwendung kommenden Vertragsmodelle zur Bewirtschaftung von Straßeninfrastruktur dargestellt und analysiert, wie in den einzelnen Modellen Verkehrsmengenrisiko auf die verschiedenen Vertragspartner verteilt wird. Auf Basis dieser Grundlagen wird ein kriteriengestützter Analyserahmen entwickelt, der die Effizienz unterschiedlicher Risikoallokationen zwischen den Vertragspartner bewertet. Dabei werden einerseits die effizienzbeeinflussenden Eigenschaften der potentiellen Risikoträger eines PPP-Projektes berücksichtigt als auch die die effizienzbeeinflussenden Wirkungen der unterschiedlichen Vertragsmodelle. Aus den Erkenntnissen dieser Analyse werden letztlich Handlungs- und Gestaltungsempfehlungen zum Umgang mit dem Verkehrsmengenrisiko abgeleitet.
N2  - Despite extensive experience with public-private partnership projects in road sector on a global level dealing with the traffic revenue risk remains a challenge for the involved parties. The paper, therefore, deals with the essential question of an efficient allocation of this risk, which is of no less importance than playing a crucial role with respect the overall economic success of a BOT toll road concession project. In a first step, the thesis examines the characteristics of traffic revenue risk with its influencing factors. Afterwards the existing contract models for the management of road infrastructure are shown and it is analyzed, how the different models allocate traffic revenue risk to the various contractors. Based on these foundations a criteria-based analysis framework is developed that assesses the efficiency of different risk allocations among the parties. The efficiency influencing properties of the potential risk bearers of a PPP project are taken into account as well as the efficiency influencing effects of different contract models. Based on the findings of this analysis ultimately recommendations are elaborated to provide efficiency when allocating traffic revenue risk in BOT toll road projects to the potential risk bearing parties.
T3  - Schriftenreihe der Professur Betriebswirtschaftslehre im Bauwesen - 12 
KW  - Public Private Partnership
KW  - Risikoverteilung
KW  - Risikomanagement
KW  - Verkehrsmengenrisiko
KW  - Risikoallokation
KW  - Nachfragerisiko
KW  - Straßensektor
KW  - Konzessionen
KW  - Traffic revenue risk
KW  - demand risk
KW  - toll road concessions
KW  - risk allocation
KW  - BOT projects
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20110616-15461
ER  - 
TY  - THES
A1  - Simon, Antje
T1  - Analyse zum Trag- und Verformungsverhalten von Straßenbrücken in Holz-Beton-Verbundbauweise
T1  - Load-bearing and deformation performance of road bridges as timber-concrete composites
N2  - Ziel der Arbeit ist es, einen Beitrag zur Weiterentwicklung und Adaption der Holz-Beton-Verbundbauweise auf den Straßenbrückenbau zu leisten. Dabei stehen differenzierte Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten hybrider Holzbrückentragwerke sowie die Entwicklung geeigneter Verbundelemente im Vordergrund. Um die Einführung dieser innovativen Bauweise in der Praxis zu unterstützen, werden Bemessungs- und Konstruktionshinweise erarbeitet. Aufbauend auf eine Analyse des derzeitigen Forschungs- und Entwicklungsstandes auf dem Gebiet des Holz-Beton-Verbundbaus erfolgt die Untersuchung des Trag- und Verformungsverhaltens von Holz-Beton-Verbundbrücken anhand einer umfangreichen Parameterstudie. Dabei wird der Einfluss verschiedener Geometrie- und Steifigkeitsparameter auf die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Holz-Beton-Verbundbrücken quantifiziert. Spezielle Untersuchungen dienen der Evaluation der Ermüdungssicherheit und der Ermittlung der Steifigkeitsdegradation unter Langzeitbeanspruchung auf der Basis einer realitätsnahen Abbildung des differenten zeit- und klimaabhängigen Tragverhaltens der Verbundbaustoffe. Praxisgerechte Empfehlungen für die optimierte konstruktive Durchbildung hybrider Holzbrückentragwerke fassen die Ergebnisse der Parameterstudie zusammen. Aus den Parameteranalysen leitet sich ein Anforderungsprofil bezüglich der Steifigkeit und Tragfähigkeit geeigneter Verbundelemente für den Straßenbrückenbau ab. Das Tragverhalten von drei ausgewählten Verbundelementtypen, welche diesem Profil entsprechen, wird anhand systematischer Scherversuche unter Kurzzeit-, Langzeit- und dynamischer Belastung analysiert. Aufbauend auf diese Testreihen werden weiterführende umfangreiche Versuchsserien mit dem Verbundelement Dübelleiste zur Bestimmung der mechanischen Kennwerte und zur Analyse des Gesamttragverhaltens vorgestellt. In Auswertung der umfangreichen Bauteilversuche und rechnerischer Simulationen auf der Basis Finiter-Elemente-Modelle wird ein Bemessungskonzept erarbeitet und die Eignung des Verbundelementes Dübelleiste für den Einsatz im Hybridbrückenbau nachgewiesen.
N2  - The dissertations aim is to develop the construction of road bridges using timber-concrete composites. In the foreground it is necessary to investigate the load-bearing and deformation performance of hybrid timber bridges and to develop suitable joints for bridge building. Construction and design details are developed to improve the initiation of this innovative building method in practice. First the present research and development status in the fields of timber-concrete composites is analysed. On the basis of this analysis a comprehensive parametrical study is used to investigate the load-bearing and deformation performance of hybrid timber bridges. Thereby, the influence of different geometrical and stiffness parameters on the ultimate limit state and on the serviceability of these bridges is quantified. Special investigations evaluating the fatigue behaviour are presented. Also the long-time performance is analysed using a realistic description of the different time- and climatic dependent behaviour of the bonding materials. Practical references for the optimised construction of hybrid timber bridges summarise the results of the parametrical study. On the basis of the study, a requirement profile is defined for the stiffness and ultimate load of suitable connectors for building road bridges. The load-bearing performance of three different connector types fitting this profile is analysed by systematic shear tests under short-time, long-time, and dynamic loading. Continuative tests with the stud joint having been done to determine the mechanical values and to investigate the total load-bearing performance are presented. Analysing these comprehensive tests and FE-simulations of the tests a design concept is developed. So the suitability of the stud joint is verified for the usage in hybrid timber road bridges.
T3  - Schriftenreihe des Instituts für Konstruktiven Ingenieurbau - 16 
KW  - Hybridbauweise
KW  - Brückenbau
KW  - Straßenbrücke
KW  - Holzbau
KW  - Verbundbauweise
KW  - Materialermüdung
KW  - Holz-Beton-Verbund
KW  - Parameteranalyse
KW  - Langzeittragverhalten
KW  - Verbundmittel
KW  - Dübelleiste
KW  - timber-concrete composite
KW  - road bridge
KW  - long-time-performance
KW  - fatigue
KW  - connector
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20081022-14216
N1  - Die gedruckte Ausgabe ist im Universitätsverlag der Bauhaus-Universität Weimar erschienen, seit 2014 Bauhaus-Universitätsverlag Weimar.
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TY  - THES
A1  - Mothes, Steffen
T1  - Das Füllen der Form mit Betongemenge bei der Formgebung und Verdichtung von Betonsteinen in Steinformmaschinen
T1  - Filling moulds with fresh concrete during moulding and compacting  in paving block machines
N2  - Bei der Produktion von Betonsteinen mit vollautomatischen Steinformmaschinen ist das Füllen der Form mit Betongemenge die erste Phase des Formgebungs- und Verdichtungsprozesses. Trotz langjähriger praktischer Erfahrungen mit Steinformmaschinen wird der Formgebungs- und Verdichtungsprozess nicht ausreichend stabil beherrscht. Im industriellen Routinebetrieb erweist sich insbesondere die Realisierung einer gleichmäßigen Füllung als das primäre Problem. Die in dieser Phase entstehenden Defizite beeinflussen direkt die Qualität der zu erzeugenden Betonsteine. Eine Kompensation dieser Mängel ist mit den nachfolgenden Prozessphasen nicht mehr möglich. Die Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist es, ausgehend von einer systematischen Analyse des Formgebungs- und Verdichtungsprozesses im Allgemeinen und der Analyse des Füllvorganges im Besonderen, die tatsächlich an Steinformmaschinen erreichbare Füllungsgüte zu ermitteln, Einflüsse auf die erreichte Füllungsgüte und deren Wechsel-beziehungen zu untersuchen sowie ein Modell zur Beschreibung und Simulation des Füllvorganges zu entwickeln und zu verifizieren. Als wesentliche Voraussetzung für eine systematische Analyse der Füllstufe(n), wird eine Methode zur Berechnung und Bewertung der Füllungsgüte entwickelt. Grundlage der Methode bildet dabei die systematische Erfassung der Steinmassen mi von vollständigen, aufeinander folgend gefertigten Einheiten. Entsprechend der Lage innerhalb der Form und der Folge der gefertigten Einheiten werden die Massen als quantitatives stetiges Merkmal der zu untersuchenden Grundgesamtheit in eine Urliste editiert und für die weitere Auswertung genutzt. Unter Anwendung der entwickelten Methode zur Berechnung und Bewertung der Füllungsgüte wird das tatsächlich im industriellen Routinebetrieb erreichbare Niveau analysiert. Dafür werden in einem erstmals durchgeführten, umfangreichen Feldversuch an elf Steinformmaschinen in Deutschland und der Schweiz die erreichten Füllungsgüten erfasst, die Prozessabläufe dokumentiert und die Wechselbeziehungen zwischen den eingefüllten Massen mi und den Einflussgrößen mit Hilfe der Varianzanalyse nach Variationsursache untersucht. Darüber hinaus werden ausgewählte Festbeton-eigenschaften der Proben bestimmt und deren Korrelation zu den jeweils erreichten Massen mi mit Hilfe der empirischen Regression analysiert. Basierend auf den systematischen Prozessbeobachtungen im industriellen Routinebetrieb wird unter Berücksichtigung der Füllwagenkinematik, des Gemengefüllstandes im Füllwagen und der sukzessiven Übergabe diskreter Massen in die Formzellen ein phänomenologisches Modell zur Beschreibung der ersten Füllstufe entwickelt. Das Bewegungsverhalten des Füllwagens und das Fließverhalten des zu verarbeitenden Betongemenges werden dabei zunächst stark vereinfacht dargestellt. Unter Berücksichtigung der zeilenabhängigen Überdeckungszeit und des Füllstandes im Füllwagen werden koordinatenabhängige Druckprofile im Füllraum, so genannte Zellendruck-Zeit-Funktionen, entwickelt. Als Arbeitshypothese wird formuliert, dass mit diesen Funktionen die unterschiedlichen Bedingungen während des Füllvorgangs im Prozessraum beschrieben werden können und diese Funktionen darüber hinaus mit den im Ergebnis des Vorgangs eingefüllten Massen mi korrelieren. Zur numerischen Nachbildung der ersten Füllstufe bei der Betonsteinherstellung wird die auf der Diskrete-Elemente-Methode basierenden Simulationssoftware Particle Flow Code in 3 Dimensions genutzt. Damit wird es möglich, den Verlauf des Füllprozesses und die sich im Prozessraum ausbildenden Fließprofile durch eine realitätsnahe Computeranimation detailliert und gut einsehbar darzustellen. An Hand der numerisch erzeugten Füllungsgüten wird eine Gegenüberstellung mit den empirischen Ergebnissen möglich. Gleichzeitig erfolgt die Berechnung der Druck-Zeit-Funktionen am Boden aller Formzellen, um kausale Wechselbeziehungen zwischen der Füllaufgabe, der Füllausrüstung und dem Prozessverlauf bzw. dem Prozessergebnis aufzeigen zu können. Zur Verifizierung des der Simulation zu Grunde gelegten Gesamtmodells wird das numerische Experiment an einer speziellen Versuchseinrichtung nachgestellt. Um die Aufnahme der Zellendruck-Zeit-Funktionen während des Füllens vornehmen zu können, ohne dadurch den Füllvorgang zu stören, wird ein eigens für den Verifizierungsversuch entwickelter Drucksensor genutzt. Auf allen Abstraktionsebenen werden die Ergebnisse mit den für den industriellen Routinebetrieb entwickelten Methoden ausgewertet und gegenübergestellt. Mit Hilfe von Varianzanalysen wird die Einflussstärke verschiedener Parameter verglichen. Zur Überprüfung der Arbeitshypothese werden die Zellendruck-Zeit-Funktionen während der numerischen und der realen Experimente aufgenommen und die Korrelationen zu den eingefüllten Massen mi überprüft.
KW  - Betonsteinherstellung
KW  - Betonverarbeitung
KW  - Füllen der Form mit Frischbeton
KW  - Filling moulds with fresh concrete
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20100712-15117
ER  - 
TY  - THES
A1  - Posern, Konrad
T1  - Untersuchungen von Magnesiumsulfat-Hydraten und Sulfat/Chlorid-Mischungen für die Eignung als Aktivstoff in Kompositmaterialien für die thermochemische Wärmespeicherung
N2  - Die thermochemische Wärmespeicherung über reversible Salzhydratation stellt einen aussichtsreichen Weg zur Speicherung von Niedertemperaturwärme, wie z.B. solarer Energie, dar. 
Untersuchungen an Magnesiumsulfat-Hydraten zeigen, dass das bei 130°C entwässerte Magnesiumsulfat-Heptahydrat seinen thermodynamisch stabilen Endzustand während der Reaktion mit gasförmigem Wasser nicht wieder erreicht. Um diese kinetische Hemmung zu überwinden und den Einfluss von unterschiedlichen Porenräumen auf die Hydratation bzw. Sorption des Magnesiumsulfates zu charakterisieren, wurde das Magnesiumsulfat in Trägermaterialien auf Basis offenporiger Gläser mit durchschnittlichen Porendurchmessern von 4 nm bis 1,4 µm eingebracht und diese Kompositmaterialien untersucht. Dabei ist festgestellt worden, dass jede salzbezogene Sorptionswärme im Porenraum höher ist, als die des ungeträgerten Salzes und mit kleiner werdendem Porenradius weiter zunimmt. 
Weiterhin wurden Teile des Magnesiumsulfates mit niedrig deliqueszierenden Salzen substituiert, um die Wasseraufnahme und somit die Wärmespeicherkapazität zu erhöhen. Dies stellt einen neuen Weg zur Herstellung von Kompositmaterialien dar, über den man Eigenschaften wie Deliqueszenzfeuchte und Desorptionstemperatur einstellen und an die Sorptionsbedingungen eines Speichers anpassen kann. Als niedrig deliqueszierende Salze wurden Magnesiumchlorid und Lithiumchlorid
als Zusätze untersucht, wobei ein Ansteigen der Sorptionswärme und Wasseraufnahme mit steigendem Chloridanteil festgestellt wurde. Aufgrund der geringeren Deliqueszenzfeuchte des Lithiumchlorides gegenüber dem Magnesiumchlorid wurden bei gleichen Massenverhältnissen höhere Sorptionswärmen erzielt. Untersuchungen zu Zinksulfat in Verbindung mit Chloriden bescheinigen diesem Salz -speziell bei tieferen Entwässerungstemperaturen- eine gute Eignung als Aktivstoff zur Wärmespeicherung. 
Zusammenfassend konnte festgestellt werden, dass sich die Wärmespeicherkapazitäten über die Porengröße, in die das Salz eingebracht wird, und die gewählte Mischungszusammensetzung steuern lassen. Die gemessenen Sorptionswärmen ermöglichen insbesondere bei niedrigen Sorptionstemperaturen und hohen Luftfeuchtigkeiten den Schluss, dass die Verwendung von Salzmischungen als Aktivkomponente in Kompositmaterialien einen geeigneten Weg zur thermochemischen Speicherung solarer Wärme (≤130 °C) darstellt.
N2  - Thermochemical heat storage based on reversible salt hydration is a promising way for low temperature storage, like solar energy. 
Investigations on magnesium sulfate hydrates, which were dehydrated at 130 °C show, that the thermodynamic stable product of the reaction with gaseous water is not reached. To overcome this kinetic hindrance different host materials were impregnated with magnesium sulfate and the composite materials were characterized. The sorption behavior of the dehydrated sulfate within host materials with different pore sizes (4 nm – 1.4 µm) was investigated. It could be found, that the heat of sorption of magnesium sulfate increases with decreasing pore sizes and correlates with the water sorption.
Additionally different parts of magnesium sulfate were substituted with low deliquescent salts to improve the water uptake and the heat storage capacity. The using of such salt mixtures is a new way to set parameters like deliquescence relative humidity and temperature of desorption on the performance of a heat storage system. Magnesium chloride and lithium chloride were used as low deliquescent salts. The heat of sorption and the water uptake increase with an increasing amount of the chloride. Due to the lower deliquescence relative humidity of lithium chloride compared to the magnesium chloride, higher heats of sorption could be measured at the same mass ratios. Mixtures of zinc sulfate with chlorides are suitable for thermochemical heat storage applications, in particular at low temperatures of desorption.
In summary, it was found that the heat storage capacities are influenced by the pore size of the host material and the chosen salt mixture. At low sorption temperatures and high relative humidities the using of salt mixtures is an appropriate way for the thermochemical storage of solar heat (≤130 °C).
KW  - Thermische Energiespeicherung
KW  - Anorganische Salze
KW  - Thermochemische Wärmespeicherung
KW  - Sorptionswärme
KW  - poröse Trägermaterialien
KW  - Salzmischungen
KW  - Magnesiumsulfat
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20120704-16784
ER  -