Das Fachgebiet Geotechnik beschäftigt sich mit der Forschung auf dem Gebiet der Bodenvereisung. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Untersuchung des gesamten Gefriermechanismus von fein- und gemischtkörnigen Böden. Der Einfluss von Randbedingungen wie Bodenart, Spannungszustand des Bodens und Temperaturgradient auf den Vereisungs- und Auftauvorgang und damit auf Parameter wie Frosthebung, Eislinsenbildung, Tausetzung, Netto-Tausetzung sowie Formänderungseigenschaften von aufgetauten Böden werden untersucht.

Aktuelle Forschungsthemen

Der Schwerpunkt derzeitiger Forschungstätigkeit liegt auf der Entwicklung eines Modells zur Beschreibung der gesamten Mechanismen während des Vereisungs- und Auftauvorganges von Böden. Das Ziel ist die Abschätzung der infolge der Vereisung zu erwartenden Veränderungen der Bodeneigenschaften wie der Frosthebung, der Tausetzung und der Veränderung der Verformungseigenschaften von wiederaufgetauten Böden, die im Wesentlichen durch Strömungsvorgänge des Wassers geprägt werden.

Abgeschlossene Forschungsthemen

Kompressionsverhalten aufgetauter Böden

Es wurde ein praxisorientiertes Modell zur Abschätzung der Netto-Tausetzung und der Formänderungseigenschaften aufgetauter Böden weiterentwickelt. Zur Anwendung des Modells sind nur Ergebnisse von Standard-Laborversuchen erforderlich. Damit kann auf zeit- und kostenintensive Vereisungsversuche verzichtet werden. Der Ansatz wurde für die Anwendung für Böden mit unterschiedlichen bodenmechanischen Eigenschaften sowie tonmineralogischen Zusammensetzung erweitert. Zur Validierung des Modells wurden eindimensionale Vereisungsversuche durchgeführt. Die Berechnungsergebnisse des Modells stehen mit den Versuchsergebnissen im Einklang.

Abb. 1: Vergleich zwischen Berechnungs- und Versuchsergebnissen eines exemplarisch dargestellten Bodens, der bei unterschiedlichen Auflasten vereist wurde (Material TA-3 modifiziert nach Unold und Derk 2018)

Unold, F., Derk, L.: Ein erweitertes Modell zur Prognose der Tausetzung und der Kompressionseigenschaften aufgetauter Böden, Tagungshandbuch zum 11. Kolloquium Bauen in Boden und Fels vom 15.-16. Januar 2018, Ostfildern, S. 167-174, ISBN 978-3-943563-34-4