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Mit dem stetigen Steigen des Anteils an erneuerbaren Energien wird der Einsatz von Speichern immer bedeutsamer. Neben der Speicherung elektrischer Energie ist die Speicherung anfallender solarer bzw. industrieller Wärme eine wichtige Herausforderung. Aufgrund der hohen Energiespeicherdichte kommt dabei der thermochemischen Wärmespeicherung eine entscheidende Rolle zu. Eine Klasse dieser Speichermaterialien bilden Kompositmaterialien, die aus einer offenporigen Matrix und einem darin eingelagerten Salzhydrat bestehen. Ausschlaggebend für eine hohe Speicherdichte ist bei dieser Materialklasse der schnelle Abtransport der durch Wasserdampfsorption entstandenen Wärme. Das entscheidende Kriterium für eine Anwendung als Speichermaterial ist somit die Wärmeleitfähigkeit des Materials. Im Rahmen der Arbeit wurden deshalb die Wärmeleitfähigkeiten ausgewählter Salze (NaCl, MgSO4 und ZnSO4) mit verschiedenen Kristallwassergehalten, Trägermaterialien wie Aktivkohle (Pellets und Pulver) und Zeolitpulver und an den daraus hergestellten Kompositmaterialien untersucht. Ziel war es außerdem Aussagen zu einer günstigen Materialkombination aus offenporigem Trägermaterial und Salzhydrat sowie eines geeigneten Porenfüllgrades zu treffen und Ansätze für die Modellierung der Wärmeleitfähigkeit der Komposite zu liefern.

Indirekte und direkte Zugversuche bindiger Böden. Planung, Durchführung und Auswertung dieser.

In dieser Arbeit wird ein hybrider Glas-Kunststoff-Verbundquerschnitt unter statischer Belastung und Lasten aus Temperatureinwirkungen untersucht. Die Untersuchungen werden zunächst unter der Annahme kurzer Lasteinwirkungsdauer durchgeführt. Abhängig von den Steifigkeitsverhältnissen der im Verbundquerschnitt verwendeten Materialien ergeben sich Erkenntnisse für die Normal- und Schubspannungsverteilung im Verbundquerschnitt, für die Spannungsquantitäten und für die Beanspruchungen der einzelnen Materialien. Später in der Arbeit wird auch der Einfluss längerer Belastungszeiten untersucht. Die Untersuchung der Belastungsdauer wird qualitativ durchgeführt.

Immer häufiger setzen Bund, Länder und Kommunen auf die Zusammenarbeit zwi-schen öffentlicher Hand und Privatwirtschaft. Insbesondere in den Bereichen Sport, Freizeit und Kultur sagen die kommunalen Entscheidungsträger dem Instrument PPP eine große Zukunft voraus. In der vorliegenden Diplomarbeit soll die Realisierbarkeit von PPP in einem regiona-len Bädernetzwerk untersucht werden. Da zu diesem Thema bisher keine Untersu-chung durchgeführt wurde, erfolgte einleitend in die Arbeit eine Marktübersicht, in der die geschichtliche Entwicklung des Badewesens, die heutigen Strukturen und Anforderungen an Bäder sowie eine Kategorisierung der Schwimmstätten nach An-zahl und Typus dargestellt werden. Im zweiten Kapitel wird ein Extrakt der derzeitigen und künftigen Marktgegebenhei-ten vorgenommen. Diesem liegt eine Marktabfrage nebst -auswertung zugrunde, welche bei privatrechtlich firmierten Bäderbetreibern recherchiert wurde. Im darauf folgenden dritten Kapitel werden Varianten für eine regionale Zusammen-arbeit dargelegt. Neben allgemeinen Ausführungen und individuellen Bestimmungen sind Voraussetzungen sowie Vor- und Nachteile der einzelnen Alternativen be-schrieben. Um den Leser mit dem Instrument PPP vertraut zu machen, gibt der vierte Teil eine Einführung in dieses Thema. Hierbei wird der Begriff PPP definiert, eine Abgrenzung des PPP-Inhabermodells, PPP-Konzessionsmodells und des PPP-Gesellschaftsmodells vorgenommen sowie Erläuterungen hinsichtlich rechtlicher und finanzieller Rahmenbedingungen gegeben. Abgeschlossen wird dieses Kapitel mit einer Auflistung der Vor- und Nachteile von PPP. Das fünfte Kapitel befasst sich mit der Gegenüberstellung der o.g. drei PPP-Vertragsmodelle. Vorrangig werden die Unterschiede im Risiko sowie finanzielle und rechtliche Differenzen herausgearbeitet. Betrachtet wird bspw. der Defizitausgleich, die Förderfähigkeit, das Vergabe- und Haushaltsrecht u. v. m. Die Umsetzbarkeit von PPP in einem regionalen Bädernetzwerk wird als vorletztes und damit sechstes Kapitel in dieser Diplomarbeit analysiert. Innerhalb dieses Kapi-tels werden positive Aussichten sowie Problemfelder aus der Sichtweise der Privat-wirtschaft und der öffentlichen Hand näher beleuchtet. Im siebten und abschließenden Kapitel wird ein Gesamtresümee die Arbeit abrun-den. Es kann bereits jetzt gesagt werden, dass ein Ergebnis, welches zu einer fina-len Aussage gelangt und bestimmten Projekten eine uneingeschränkte PPP-Eignung attestiert, nicht gegeben werden kann. Dafür ist jedes Projekt zu verschieden und bedarf einer individuellen Untersuchung.

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Verkehrssicherheit und Nutzerakzeptanz an Anlagen des Radverkehrs. Dies geschieht u. a. vor dem Hintergrund der 1997 erfolgten StVO-Novelle und der damit einher gehenden Rechtsunsicherheit bei vielen Radfahrern. Um Defizite an vorhandenen Radverkehrsanlagen und das oft regelwidrige Verkehrsverhalten von Radfahrern richtig einschätzen und Ansätze zur Problemlösung aufzeigen zu können, wurden die Vorgaben der aktuellen technischen Regelwerke für den Radverkehr, allen voran der ERA 95, sowie der derzeitige Stand der Forschung aus der Literatur zusammengetragen. Auch die Haltung der Rechtsprechung, etwa zu Fragen der Radwegbenutzungspflicht, wurde in die angestellten Betrachtungen mit einbezogen. Auf der Grundlage erarbeiteten Wissens wurde in der Stadt Erfurt eine Untersuchung an bestehenden Radverkehrsanlagen durchgeführt. Erstes Studienobjekt war eine Route des Radverkehrs, welche als innerstädtische Hauptverkehrsstraße das Stadtzentrum mit der Peripherie verbindet. Dort wurden bauliche Aspekte der Verkehrssicherheit wie Fahrbahnbreite, Linien- und Radverkehrsführung überprüft. Ein zweiter Studienschwerpunkt lag darin, an einem großen innerstädtischen Knotenpunkt mit Lichtsignalanlage das Wegeverhalten von Radfahrern zu dokumentieren und auszuwerten. Die untersuchten Örtlichkeiten waren die Leipziger Straße und der in ihrem Verlauf liegende Leipziger Platz in Erfurt. Als Ergebnis der Arbeit lässt sich festhalten, dass die erst vor wenigen Jahren neu gestaltete Leipziger Straße eklatante Mängel in der Qualität ihrer Radverkehrsanlagen aufweist. Eine ebenfalls nur unzureichende Radverkehrsführung am Leipziger Platz korrespondiert mit einem überwiegend regelwidrigen Abbiegeverhalten der Radfahrer. Auf der Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse wurden daher im Rahmen dieser Arbeit Maßnahmen zur Verbesserung der vorhandenen verkehrlichen Anlagen entwickelt.

Der Baugrund ist durch seine geologische Entstehung und verschiedener anthropogener Einflüsse geprägt. Dadurch ist er in seinen physikalischen und geometrischen Eigenschaften inhomogen. Aufgrund des oftmals geringen Erkundungsumfangs durch wenige punktförmige Aufschlüsse unterliegen die Baugrunddaten einer zufälligen und systematischen räumlichen Streuung. Die Unsicherheit der Messergebnisse ist u.a durch Fehlerquellen in den Messverfahren, in den empirischen Beziehungen zur Bestimmung der Baugrundparameter und bei der Datenbearbeitung sowie in der Heterogenität des Mediums Boden begründet. In der Praxis werden aus den Erkundungsergebnissen des Baugrundes Schichtenverzeichnisse erstellt, in denen Homogenbereiche definiert werden können. Mittels definierter Schichtmächtigkeiten oder festgelegter Schichtgrenzen lässt sich ein dreidimensionales geologisches Schichtenmodell aufbauen, das aus mehreren miteinander verbundenen zweidimensionalen Datensätzen besteht. Für Interpolationen innerhalb eines Untersuchungsraumes im geologischen Modell haben sich geostatistische Methoden als geeignet erwiesen. Die Modellierung des Baugrundes mit Hilfe von geostatistischen Verfahren in der Praxis geschieht bisher in der Regel auf der Annahme deterministischer Eingangsgrößen. Die Untersuchung des Einflusses streuender und unsicherer Ausgangskennwerte auf die Ergebnisse der einzelnen Stufen der geostatistischen Modellbildung erlaubt eine bessere Beurteilung der Berechnungsergebnisse. In der Geotechnik wird deshalb versucht, die Vorteile geostatistischer Verfahren in bodenmechanische Nachweise einzubeziehen. Bodenkenngrößen können damit qualifizierter und mit verbesserter Aussagesicherheit in die Gründungsberechnungen und Nachweise eingehen. Baugrunderkundungen sind ein Kostenfaktor bei der Entwicklung und Durchführung eines Bauprojektes. Der Baugrund kann deswegen unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit nur an wenigen Stellen untersucht werden. Großflächige Areale, die z.B. für eine Ansiedlung von Industrie und Gewerbe vorgesehen sind, werden im Rahmen einer Vorerkundung punktuell beprobt. Sind dann innerhalb von Lokalbereichen konkrete Projekte geplant, werden diese Flächen in einer Nacherkundung detailliert und spezifisch untersucht. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von Strategien, die es erlauben, unter Einbeziehung von Ergebnissen aus Vorerkundungsuntersuchungen und anderen zusätzlichen Informationsquellen eine optimale Anordnung der Punkte für eine Nacherkundung eines Lokalbereiches mit möglichst geringen zusätzlichen Kosten zu finden. Mit Hilfe einer optimierten Messnetzkonstellation und einer verbesserten Aussagekraft der Messwerte soll die Aussagesicherheit der räumlichen Schätzung der Baugrundkenngrößen an unbeprobten Orten verbessert und gesteigert werden. Hierzu gilt es die Unsicherheiten aus dem Messnetz und aus den Baugrundkenngrößen zu analysieren, miteinander zu verknüpfen und Strategien zur Reduktion der Unsicherheiten zu entwickeln.

Kurzfassung Das Messprinzip faseroptischer Sensoren beruht auf der Tatsache, dass durch eine Faser Licht geleitet wird. Aufgrund externer Einflüsse, die physikalischer, chemischer oder auch anderer Art sind, werden die Eigenschaften des Lichtes, wie z.B. die Wellenlänge oder auch die Intensität geändert. Diese Veränderungen können von einem Messsystem für sofortige oder auch spätere Analysen aufgenommen werden. Bei der Kostenbetrachtung eines Bauwerkes sollten nicht nur die für die Erstellung notwendigen Kosten, sondern auch die Kosten zum Unterhalt und zur Instandhaltung betrachtet werden. Um die zu erwartenden Kosten im Falle einer Sanierung und Instandsetzung zu reduzieren, müssen notwendige Verfahren bereits bei der Errichtung von Bauwerken angewandt werden. Ein solches Verfahren ist die permanente Bauwerksüberwachung (Monitoring). Sie dient einerseits zur Sicherstellung der Nutzungsfähigkeit des Bauwerkes und soll andererseits vor allem während der Bauzeit die Möglichkeit bieten, Veränderungen die ohne geeignete Gegenmaßnahmen zu Schäden führen können, rechtzeitig zu erkennen. Bereits in der Planungsphase eines Bauwerks sollte geprüft werden, ob die Anwendung einer Bauwerksüberwachung sinnvoll und notwendig ist. Dabei sind die für die Errichtung auftretenden Baukosten den notwendigen Kosten für die Installation und den Betrieb eines solchen Verfahrens gegenüber zu stellen. Die Folgekosten, die bei einem eventuellen Schaden am Bauwerk und somit einer Instandhaltung bzw. Sanierung anfallen würden, sollten nicht außer Acht gelassen werden. Im Rahmen dieser Arbeit ist die Anwendbarkeit faseroptischer Sensoren im Bauwesen und speziell in der Geotechnik bei Pfahlgründungen untersucht worden. Bei der Qualität der zu erfassenden Messwerte zeigen FOS kaum Unterschiede zu den herkömmlichen Sensoren. Erst bei weiteren Betrachtungen der Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten FOS ergeben sich deutliche Vorteile gegenüber herkömmlicher Sensorik. Diese Vorteile, wie z.B. die Widerstandsfähigkeit gegenüber Störeinflüssen, den Einsatz in chemisch aggressiver Umgebung, die hohe Langlebigkeit u.a. prädestinieren die faseroptische Sensorik für die Installation in Pfählen.

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung des Talzuschubs im Bereich der Hangrohrbahn des PSW Hohenwarte II. Als Ergebnis vorgenommener Untersuchungen wurde eine starke Abhängigkeit des Grades der Bewegung der Schollen von der Höhe des Bergwasserspiegels festgestellt. Als besonders empfindlich hat sich Scholle I herausgestellt. Ziel dieser Arbeit war es, einen „kritische Wasserstand“ in Scholle I, unter Verwendung des stochastischen Ansatzes der Versagenswahrscheinlichkeit, zu definieren. Durch Anwendung von Zufallszahlen, nach der Monte-Carlo-Methode, wurde eine charakteristische Streuung der Reibungswinkel für den Bruchmechanismus berechnet. Durch die Definition eines Grenzkriteriums der Versagenswahrscheinlichkeit wurde es möglich, unter Beachtung verteilungsspezifischer Kriterien, rückrechnend die geometrische Lage des „kritischen Wasserstandes“ zu ermitteln. Anschließend wurden Vorschläge zur Sanierung der Rutschung ausgearbeitet. Die verschiedenen Vorschläge sollen durch das Garantieren eines permanent als sicher geltenden Bergwasserspiegels, das Maß der Verformung am Hang minimieren oder sogar auf Null setzen. Das Augenmerk liegt hierbei auf der Verwendung unterschiedlicher Entwässerungsprinzipien und technischer Arbeitsmittel.

Die Bewertung der Standsicherheit von Erdbauwerken stellt eine der wichtigsten Aufgaben bei Ausbau und Unterhaltung von Wasserstraßen, im Staudamm- und im Deichbau dar. Zur Beurteilung der Standsicherheit spielen die infolge Aufsättigung und Durchströmung entstehenden Kräfte eine maßgebende Rolle, daher steht die Abschätzung von Fließprozessen durch oder unter diesen Erdbauwerken im Mittelpunkt geotechnischer Fragestellungen. Eine detaillierte Beschreibung von Fließprozessen in den teilgesättigten Erdbauwerken ist außerordentlich komplex. Zurzeit können diese nur auf der Grundlage numerischer Modelle beschrieben werden. In dieser Arbeit soll im Rahmen numerischer Studien die Effekte herausgearbeitet werden, die sich aus der Verwendung unterschiedlicher Modellansätze hinsichtlich Dimensionalität und zeitlichem Ablauf ergeben. Hierzu wurde ein Szenario vorgegeben, dass eine Fehlstelle in einem gedichteten Kanaldamm vorsieht. Unterhalb der Fußsohle führt ein Düker, unter dem eine hydraulische wirksame Fuge angenommen wird. Es erfolgt eine teilgesättigte Infiltration sowie eine sehr rasche Ausbreitung des Potentials entlang der Fuge. Hierzu wird die Zuverlässigkeit der verwendeten numerischen Modelle durch Vergleich der Modellergebnisse für stationäre sowie instationäre Betrachtung überprüft. Hierbei stehen Diskretisierungsaspekte in Orts- und Zeitrichtung im Vordergrund.

Beim Einsatz geosynthetischer Baustoffe im Erd-, Wasser- und Grundbau ist deren Langzeitverhalten von grundlegender Bedeutung für ihre Einsatzmöglichkeiten. Je nach dem polymeren Grundmaterial und Stabilisatoren wird das Langzeitverhalten wesentlich durch das Spannungsverhalten bestimmt, welches zusätzlich durch das Bodenmilieu, die Temperatur und etwaige atmosphärische Einflüsse beeinflusst werden kann. Bei dem weltweiten Einsatz geosynthetischer Baustoffe sind bei der Bewertung des Langzeitverhaltens deshalb die Einflüsse aus dem unterschiedlichen Bodenmilieu und den Klimazonen zu berücksichtigen. In dieser Diplomarbeit werden die hauptsächlichen Einsatzmöglichkeiten geosynthetischer Baustoffe unter extremen Klimabedingungen zusammengestellt. Dabei werden regionale Erfordernisse berücksichtigt. Grundlagen sind die DIN-Fachberichte, CE-Kennzeichnungsnormen und Leitfäden. Die in den genannten Unterlagen getroffenen Aussagen wurden recherchiert und ggf. untersetzt. Die klimatischen Einsatzbedingungen für die Angaben in diesen Unterlagen wurden definiert. Schwerpunktmäßig wurde hier auf die Probleme bei tiefen Temperaturen und auf den Einfluss extremer Temperaturschwankungen eingegangen.

Für die Implementierung in einem Materialmodell wird die Festigkeitsentwicklung bei faserparalleler Druckbeanspruchung untersucht und in einer entsprechenden numerischen Formulierung wiedergegeben. Im Zuge einer mathematischen Formulierung der Festigkeitsentwicklung werden die umfassenden Versagensmechanismen bei longitudinaler Druckbeanspruchung unter verschiedenen Aspekten umfassend untersucht. Dazu werden eigene Druckversuche unter Voll- und Teilflächenbelastung ausgewertet. Eine Auswertung der Druckversuche erfolgte anhand von Kraft- und Wegmessdaten aus einer induktiven bzw. photogrammetrischen Verformungsmessung. Im Rahmen der Versuchsauswertung wird der Einfluss des Lasteinleitungsbereiches und dessen Auswirkung auf die Festigkeitsentwicklung sowie das Verformungsverhalten oberhalb der Proportionalitätsgrenze in den Bereichen inner- und außerhalb der sich ausbildenden Stauchschicht untersucht. In diesen Betrachtungen wird auch das Materialverhalten nach Erreichen der Höchstlast und die damit einhergehende Entfestigung auf ein gleichbleibendes Niveau mit einbezogen. Von großem Interesse ist hierbei, ob die Versagensvorgänge während der Entfestigungsphase Einfluss auf das Verformungsverhalten des gesamten Probekörpers haben oder auf einen lokalen Bereich beschränkt sind.