Ein Kontinuums-diskretes hierarchisches Mehrskalenberechnungs-Framework zur Modellierung mechanischer Verhaltensweisen von mit MICP behandeltem Boden.

• Antragsteller: Professor Dr. Yupeng Jiang, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545895869

Bodenverbesserung bedeutet, den Boden für den Bau stabiler zu machen. Das ist heutzutage wichtig aufgrund zunehmender Industrialisierung, wachsender Städte und des Klimawandels. Eine effektive Methode ist die Verwendung von Mikrobiell Induzierter Calcitfällung (MICP), die umweltfreundlich ist, kostengünstig und kaum Kohlenstoffemissionen erzeugt. MICP nutzt natürliche Prozesse, um den Boden zu festigen und gleichzeitig durchlässig zu halten. Allerdings verstehen wir noch nicht vollständig, wie MICP die Bodenfestigkeit beeinflusst, was seine Anwendung einschränkt. Computermodelle können zwar einige Bodenverhaltensweisen vorhersagen, haben jedoch Schwierigkeiten mit Genauigkeit und Effizienz. Unsere Überprüfung zeigt, dass wir ein besseres Computersystem benötigen, um zu simulieren, wie sich der Boden nach der MICP-Behandlung verhält. Dieses System sollte zeigen, wie winzige Partikel interagieren und diese Verhaltensweisen auf unterschiedlichen Skalen verbinden. Um dies zu erreichen, schlagen wir die Entwicklung eines hierarchischen Mehrskalenmodells vor, das in der Lage ist, Mikrostrukturen genau darzustellen. Dazu gehören Überlegungen wie Partikelformen, Calcitzustände und der Abbau von Bindungen. Das übergeordnete Ziel dieses vorgeschlagenen Projekts ist es, unser Verständnis und unsere Simulationsfähigkeiten für Böden, die mit MICP behandelt wurden, zu verbessern. Indem wir uns die Details der MICP-induzierten Bodenverbesserungen auf verschiedenen Skalen ansehen, möchten wir wesentlich zum umfassenderen wissenschaftlichen Verständnis dieser Prozesse beitragen und bessere Lösungen für Herausforderungen im Bereich Bodenbau im Angesicht zeitgenössischer Umwelt- und Urbanisierungsdrücke bieten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen