NUMEX: Numerische Modellierung und Experimentelle Untersuchung expansiver Tonmaterialien

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Carlos Eduardo Grandas Tavera; Professor Dr.-Ing. Jan Machacek
• Fachliche Zuordnung: Geotechnik, Wasserbau
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556457374

Expansive Tonmaterialien zeichnen sich durch ihre geringe hydraulische Durchlässigkeit, hohe Plastizität und Volumenzunahme bei Wasserkontakt aus. Diese Eigenschaften sind in der Geotechnik bedeutend, da sie sowohl Herausforderungen für Bauwerke im quellfähigen Baugrund als auch Vorteile für Abdichtungen bieten. Hauptziel des Projekts ist die Analyse des Quellverhaltens und der hydro-mechanischen Prozesse durch experimentelle Untersuchungen an rekonstituierten Tonproben. Hierzu werden unter anderem Radialspannungsmessungen unter ödometrischen Bedingungen, die Bestimmung des kritischen Zustands für trockenes und gesättigtes Material sowie zyklische Be- und Entwässerungsversuche durchgeführt. Basierend auf diesen experimentellen Untersuchungen wird ein von den Antragstellern entwickeltes numerisches Modell überprüft und weiterentwickelt. Um große Gestaltsänderungen abbilden zu können, werden diese numerischen Methoden in eine bestehende Particle Finite Element Method (PFEM) integriert. Die entwickelten Verfahren werden anhand von Benchmark-Problemen und geotechnischen Anwendungen getestet und validiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen