@phdthesis{Schoenhardt2005,
  author    = {Sch{\"o}nhardt, Matthias},
  title     = {Geostatistische Bearbeitung unsicherer Baugrunddaten zur Ber{\"u}cksichtigung in Sicherheitsnachweisen des Erd- und Grundbaus},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.665},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20050922-7014},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2005},
  abstract  = {In der Dissertation werden die Unsicherheiten von Baugrundkenngr{\"o}ßen f{\"u}r die Erstellung von geologischen Halbraummodellen auf der Grundlage geostatistischer Methoden entgegen dem bislang {\"u}blichen Herangehen mit einbezogen. Infolge der unsicheren Kenngr{\"o}ßen ist das abgeleitete Halbraummodell aus unsicheren geologischen Homogenbereichen zusammengesetzt. In einem probabilistischen Sicherheitsnachweis werden die unsicheren Parameter der Grenzzustandsgleichung und das unsichere geologische Modell gemeinsam betrachtet. Die geostatistischen Methoden sind unterteilt in die experimentelle und theoretische Variographie sowie das Kriging. Die Ber{\"u}cksichtigung von unsicheren Eingangskenngr{\"o}ßen f{\"u}r die geologische Modellbildung f{\"u}hrt zu Variogrammfunktionen mit unsicheren Parametern. Bis zum experimentellen Variogramm sind die Variogrammparameter und deren Unsicherheit analytisch nachvollziehbar beziehungsweise absch{\"a}tzbar. In den weiteren Teilschritten der geostatistischen Modellbildung ist der Einfluss unsicherer Kenngr{\"o}ßen auf Teilergebnisse nur numerisch nachzuvollziehen. F{\"u}r die umfangreichen Simulationen stand keine Software zur Verf{\"u}gung. Als Teilleistung dieser Arbeit wurde hierf{\"u}r die eigenst{\"a}ndige Anwendung „GeoStat" erstellt. Sie erm{\"o}glicht die Berechnung und Auswertung der Fortpflanzung von Unsicherheiten auf numerischem Weg in beliebigen Teilschritten bis hin zur geologischen Modellbildung. Mit dem {\"U}bergang vom experimentellen zum theoretischen Variogramm sind wesentliche Zusammenh{\"a}nge zwischen der Unsicherheit der Kenngr{\"o}ßen und der Unsicherheiten der Parameter f{\"u}r das sph{\"a}rische, das exponentielle und das Gauß'sche Modell mit den Ergebnissen aus GeoStat ableitbar. Der Schwellenwert dieser Funktionen ist proportional zur relativen Kenngr{\"o}ßenunsicherheit. Eine Absch{\"a}tzung der oberen Schranke des Schwellenwertes und dessen Unsicherheit wird angegeben. Die Reichweite ist ein charakteristischer Kennwert des Untersuchungsgebietes. Die Parameterunsicherheiten der Variogrammfunktionen wirken sich in Relation zur Kenngr{\"o}ßenunsicherheit nur gering auf den Prognosewert am unbeprobten Ort infolge des Kriging aus. Die Varianz des Prognosewertes ist geringer als die Kenngr{\"o}ßenvarianzen, aber nicht vernachl{\"a}ssigbar klein. Es ist grunds{\"a}tzlich zu unterscheiden, ob die Kenngr{\"o}ßenvarianzen ausschließlich durch unsichere Parameter der theoretischen Variogrammfunktion repr{\"a}sentiert oder deren Eigenvarianzen zus{\"a}tzlich im Kriging ber{\"u}cksichtigt werden. Mit der alleinigen Ber{\"u}cksichtigung der unsicheren theoretischen Variogrammparameter wird die Standardabweichung der Krigingprognose untersch{\"a}tzt. Sie haben maßgeblichen Einfluss auf die Krigingvarianz als Modellvarianz und deren Standardabweichung. Mit der Einbeziehung der Kenngr{\"o}ßenunsicherheiten kann die Standardabweichung der Prognose realistischer simuliert werden. Sie hat keinen direkten Einfluss auf die Krigingvarianz. Der abgeleitete Unsicherheitsplot, ein Resultat dieser Arbeit, kombiniert die Modellunsicherheit des Krigings und die Varianz des Prognosewertes im unbeprobten Untersuchungsgebiet auf der Grundlage des Varianzenfortpflanzungsgesetzes. F{\"u}r geotechnische Sicherheitsnachweise ist neben der Informationsdichte auch die Optimierung des geologischen Modells wesentlich. Dieses ist vom auszuwertenden Grenzzustand auf der Grundlage eines Sicherheitsnachweises abh{\"a}ngig, so dass vor der geostatistischen Baugrundmodellierung die Sensitivit{\"a}t der in den Grenzzustand eingehenden Kenngr{\"o}ßen zu untersuchen ist. Es hat sich gezeigt, dass die Erh{\"o}hung der Datengesamtheit f{\"u}r die geologische Modellbildung nur dann sinnvoll ist, wenn parallel die Unsicherheit der relevanten Kenngr{\"o}ßen im Sicherheitsnachweis innerhalb der unsicheren Homogenbereiche reduziert wird. F{\"u}r den Referenzstandort f{\"u}hren {\"a}quivalent zur Ber{\"u}cksichtigung der unsicheren Steifemoduln die unsicheren Halbraummodelle zur erheblichen Zunahme der erforderlichen Fundamentabmessungen. Die Unsicherheit der Steifemoduln war maßgebender als die Unsicherheiten des Halbraummodells, obwohl die Datenbasis f{\"u}r die geostatistische Modellierung gering war. Bisher werden in probabilistischen Sicherheitsnachweisen zwar unsichere Kenngr{\"o}ßen, jedoch deterministische geologische Modelle betrachtet. Die unsicheren Kenngr{\"o}ßen innerhalb der Homogenbereiche eines geologischen Modells haben im aufgezeigten Sicherheitsnachweis zwar den maßgebenden Einfluss, doch sind die Unsicherheiten im geologischen Modell nicht zu vernachl{\"a}ssigen. Wege und Grenzen der Ber{\"u}cksichtigung dieses kombinierten Einflusses werden mit dieser Arbeit untersucht und aufgezeigt. Das Anwendungsbeispiel zeigt, dass die optimale geologische Modellbildung spezifisch f{\"u}r den Sicherheitsnachweis vorzunehmen ist. Werden die Unsicherheiten der Kenngr{\"o}ßen innerhalb der Homogenbereiche und unsicheren geologischen Modelle ber{\"u}cksichtigt, wird ein sch{\"a}rferes Abbild der Realit{\"a}t erreicht.},
  subject      = {Geostatistik},
  language  = {de}
}
@article{SemarSchoenhardtWitt2005,
  author    = {Semar, Olivier and Sch{\"o}nhardt, Matthias and Witt, Karl Josef},
  title     = {Climatic induced changes of radiological and chemical properties in an uranium tailing deposit - Equipment and first results -},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.814},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-8146},
  year      = {2005},
  abstract  = {Monitoring systems usually used to control tailings, primarily pore water pressure gages and observation wells, are not self evidently representative for mechanical considerations. Therefore an effective risk assessment and risk management is necessary to get additional information to determine indicators for critical situations. Several tailings observations showed an alteration in chemical and radiological parameters during rising saturation induced by climatic changes. These parameters are appropriate to stress indices. A systematically research on correlations between changes in stress indices and the phreatic surface is part of the research activities of the Bauhaus University in Weimar. The contribution presents the principle of this kind of monitoring, the soil mechanical background, details of the equipment and first results.},
  subject      = {Monitoring},
  language  = {en}
}