@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}
}
@phdthesis{Samingan2005,
  author    = {Samingan, Agus Setianto},
  title     = {An Experimental Study on Hydro-Mechanical Characteristics of Compacted Bentonite-Sand Mixtures},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.646},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20051007-7082},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2005},
  abstract  = {Nuclear and hazardous waste disposal issues have become universal issues and problems related to the final disposal of these waste including finding a suitable site, natural and engineered barriers used, construction of the repository, long-term performance assessment have gained increasing attention all over the world. High-level radioactive and hazardous waste are required to be buried in deep geological repositories. In Germany, the ongoing researches have assessed the suitability of salt-stone formation in the country as a host rock candidate for its nuclear waste repository. Bentonite-based materials have been proposed to be used as sealing and buffer elements for the nuclear waste repository. Several hydro-mechanical processes will take place in the field and influence behaviour of the sealing and buffer elements of the repository. In this dissertation, a study on the hydro-mechanical characterisation of bentonite-sand mixtures is presented. Mixtures of a calcium-type bentonite, named Calcigel, and quartz sand were used in the investigation. Series of experiments including basic and physico-chemical characterisation, microstructure and fabric studies, suction and swelling pressure measurements, wetting and drying test, one-dimensional compression-rebound test, one-dimensional cyclic wetting-drying test under constant vertical stress, and saturated permeability test were conducted. The experimental data obtained are analysed and several characteristics of the material are brought out in this dissertation. Conclusions regarding basic behaviour of the materials are drawn based on the results of microstructure and fabric studies. Factors influencing the magnitude of suction and swelling pressure of the materials are outlined and discussed. The suction-induced compression and rebound characteristics of the material are described. The wetting and drying behaviour as influenced by the material boundary conditions are discussed. Permeability characteristics of the materials are examined based on several available permeability models. Several mechanical and hydraulic parameters that can be used in modelling using some available constitutive modelling approaches are derived based on the experimental data. At the end, conclusions regarding the hydro-mechanical characteristics of the materials are drawn and suggestions for future studies are made.},
  subject      = {hydro-mechanics},
  language  = {en}
}