Experimentelle Untersuchung zum Fließverhalten von Fluid-Granulat-Mischungen.

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Rolf Katzenbach
• Fachliche Zuordnung: Geotechnik, Wasserbau
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 200696191

In der jüngsten Vergangenheit sind immer wieder Schadensfälle durch Massenströme von Boden-Wasser-Gemischen aufgetreten. Diese Vorfälle veranlassen uns dazu, das Fließverhalten von Fluid-Granulat-Mischungen genauer zu analysieren und dadurch eine Bewertung von Schadensfällen sowie Risikoeinschätzung durchführen zu können.Ziel dieses Forschungsantrags ist es durch experimentelle Untersuchungen das Fließverhalten einer Fluid-Granulat-Mischung unter Berücksichtigung verschiedener Einflussparameter (z.B. Korngröße, -form und -zusammensetzung, Wassergehalt, Druckverhältnisse) zu bestimmen. Die Untersuchungen werden im Sinne einer Grenz-Randwert-Betrachtung an grobkörnigen wassergesättigten Böden durchgeführt, um einen Einfluss kohäsiver Kräfte ausschließen zu können. Zur Untersuchung der Fließeigenschaft wird hilfsweise ein rechteckiger Versuchsstand herangezogen, um die Randbedin-gungen sowie den eigentlichen Fließvorgang kontrollierbar und reproduzierbar zu erfassen. Zum Aus-lösen des Fließvorgangs wird am unteren seitlichen Rand des Versuchsstandes ein rechteckförmiger Auslass mit Hilfe einer Klappe sehr schnell geöffnet. Die ebene Strömung aus dem Auslass kann durch eine Glaswand auf der Frontseite des Versuchsbehälters im Bereich der Auslassöffnung mit einer CCD Kamera als Zeitreihe aufgezeichnet werden. Mit der Particle Image Velocimetry Technik wird die Zeitfolge der Partikelgeschwindigkeitsverteilung bestimmt. Zudem werden die zeitvarianten Fluidgeschwindigkeiten und die zeitvarianten Porenzahlen im ausströmenden Gemisch ermittelt. Mit diesen Informationen kann der zeitliche Verlauf des festen und flüssigen Massenausflusses getrennt bestimmt werden. Die Lagerungsdichte des grobkörnigen Bodens zu Versuchsbeginn sowie der wäh-rend des Versuches im Versuchsstand absinkende Wasser- und Granulatspiegel sollen ebenfalls do-kumentiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen