Die Lehrveranstaltung Finite-Elemente Anwendungen in der Geotechnik ist ein Wahlmodul im Masterstudiengang. Das Modul baut auf den im Bachelorstudiengang erworbenen Fachkenntnissen vor allem aus den Pflichtmodulen Geologie & Bodenmechanik sowie Geotechnik I auf. Vorteilhaft ist zudem eine vorherige Belegung des Wahlmoduls Grund- und Spezialtiefbau (Masterstudiengang), um auch mit komplexeren geotechnischen Systemen und deren Tragverhalten vertraut zu sein. Im Rahmen dieser Lehrveranstaltung wird das Formänderungs- und Festigkeitsverhalten von Böden vertieft betrachtet. Ausgehend von dem Materialverhalten in so genannten bodenmechanischen Elementversuchen wie z. B. dem Triaxialversuch lernen die Studierenden ausgewählte bodenmechanische Stoffgesetze und die Bestimmung der zugehörigen Stoffparameter kennen. Anhand des FE-Programms Plaxis werden sie sodann anhand ausgewählter Problemstellungen in die Grundlagen der numerischen Modellierung und die Anwendung auf geotechnische Problemstellungen eingeführt. 

Lehrinhalte

• mechanische Beschreibung von Spannungszuständen, typisches Spannungs-Verformungsverhalten von Böden
• Struktur und Formulierung einfacher und ausgewählter höherwertiger Stoffgesetze der Bodenmechanik
• Grundlagen der numerischen Modellierung: Systemdefinition, Randbedingungen, Komponenten und Netzgenerierung, Kalibrierung der Stoffmodelle, Verifizierung des numerischen Modells, Auswertung und Interpretation der Ergebnisse
• Einführung in das FE-Programm Plaxis und Anwendung auf ausgewählte Problemstellungen
• selbstständige Bearbeitung einer Projektaufgabe im Rahmen einer Hausarbeit in Kleingruppen


Die Lehrveranstaltung Praxisprojekt Geotechnik ist ein Wahlmodul im Bachelorstudiengang. Hier werden die in den Pflichtmodulen Geologie & Bodenmechanik sowie Geotechnik I erwobenden Kenntnisse vertieft und erweitert. Der Fokus liegt darüber hinaus auf der Vermittlung der für die geotechnische Ingenieurpraxis geforderten Kompetenzen und Qualifikationen. So bearbeiten die Studierenden ein reales Projekt aus der Baupraxis, wie z. B. den Entwurf und die Bemessung eines Baugrubenverbaus, einer Gründung oder einer Stützkonstruktion. Sie lernen dabei eine in der Geotechnik verbreitete Standard-Software kennen, die sie für die Bemessung nach den einschlägigen geotechnischen Bemessungsverfahren einsetzen. Sie erhalten zudem einen Einblick in das geotechnische Berichtswesen und lernen die Ergebnisse ihrer Projektarbeit in geeigneter Weise in Präsentationen sowie einem abschließenden Projektbericht vorzustellen und zu diskutieren.

Lehrinhalte

• Vertiefung und Anwendung der Lehrinhalte aus dem Modul Geotechnik I auf praktische Fragestellungen
• konstruktive Ausbildung und Bemessung geotechnischer Konstruktionen auch unter komplexen oder besonderen Randbedingungen (Flach- und Pfahlgründungen, Böschungen, Baugrubenverbau und Grundwassererhaltung)

• Einführung in ein geotechnisches Softwarepaket anhand ausgewählter Projektbeispiele
• Grundlagen geotechnischer Projektbearbeitung: geotechnisches Berichtswesen, Auswertung von Projektinformationen, Ablauf der Projektbearbeitung
• Bearbeitung eines realen Projekts in Kleingruppen mit Präsentation von Zwischenergebnissen und Abfassung eines Projektberichts als Hausarbeit  


Das Modul Geotechnik I besteht aus zwei Lehrveranstaltungen im Winter- und im Sommersemester (3. und 4. Fachsemester des Bachelorstudiengangs). Schwerpunkt des ersten Veranstaltungsteils sind bodenmechanische und geotechnische Grundlagen. Im zweiten Teil der Lehrveranstaltung wird die Bemessung geotechnischer Konstruktionen nach dem geotechnischen Normenwerk des Eurocodes 7 mit den einschlägigen nationalen Regelungen vorgestellt. Der im Wintersemester behandelte erste Teil des Moduls baut auf dem in der Lehrveranstaltung Geologie und Bodenmechanik erworbenen Fachwissen auf. So bestimmen die Entstehungsgeschichte von Locker- und Festgesteinen sowie die daraus resultierenden Eigenschaften dieser Stoffe das  Tragverhalten eines Bodens als Baugrund sowie seine Eignung als Baustoff. Im Schwerpunkt steht dabei die Spannungsausbreitung im Boden und das daraus resultierende Formänderungs- und Festigkeitsverhalten der Böden, aber auch der Einfluss strömenden Grundwassers und die Verwendung von Boden aus Baustoff. Diese Kenntnisse sind dann die Grundlage für die Bemessung von Flach- und Tiefgründungen, von Böschungen, Baugrubeverbau und Grundwasserhaltung im zweiten Teil des Moduls. 

Lehrinhalte

• Spannungen im Boden, Prinzip von Terzaghi, Spannungsausbreitung aus Bauwerkslasten
• Formänderungs- und Festigkeitsverhalten von Böden; Berechnung von Formänderungen, Konsolidierung
• Ermittlung von Grenzspannungszuständen; klassische Theorien und Verfahren zur Berechnung von Erddruck und Erdwiderstand, Betrachtung ausgewählter Sonderfälle
• Sicherheitskonzept nach Eurocode 7 und DIN 1054; Einführung in maßgebende europäische und nationale Normen und Regelwerke der Geotechnik
• Einfluss von Grundwasser und Grundwasserströmung
• Konstruktive Auslegung, Herstellung und Bemessung von Flach- und Tiefgründungen, biegeweichem Baugrubenverbau, Böschungen, Grundwasserhaltung
• Verfahren und Prüfmethoden des Erdbaus, konstruktive Auslegung von Erdbauwerken  


Die Lehrveranstaltung Bodemechanik im 2. Fachsemester des Bachelorstudiengangs sind Bestandteile des fachübergreifenden Moduls Geologie, Bodenmechanik, Bauchemie. Die Lehrveranstaltung Bauchemie wird vom Department Chemie und Biologie angeboten. Alle drei Teile werden in einer Modulprüfung abgeprüft. Aufbauend auf der Lehrveranstaltung Geologie im 1. Semester lernen Sie in der Lehrveranstaltung Bodenmechanik, den Boden als Mehrphasensystem sowie die grundlegenden Phänomene des bodenmechanischen Verhaltens kennen. Im Besonderen werden die einschlägigen Baugrunderkundungsverfahren und bodenmechanischen Laborversuche behandelt. Die Durchführung und Auswertung der Laborversuche zur Bestimmung der maßgebenden bodenmechanischen Kennwerte für die spätere geotechnische Bemessung wird dabei praxisnah im Rahmen eines Laborpraktikum vermittelt.

Lehrinhalte

• Erscheinungsformen von Grundwasser
• Entstehung von Locker- und Festgesteinen, Aufbau und Struktur von Locker- und Festgesteinen, Boden als Mehrphasensystem
• geologisch-geophysikalische und geotechnische Baugrunderkundungsverfahren, Darstellung und Interpretation
• Klassifizierungssysteme und Klassifizierung von Boden und Fels nach einschlägiger Normung
• Bautechnische Eigenschaften von Locker- und Festgesteinen
• Grundlagen des bodenmechanischen Verhaltens von Lockergesteinen
• bodenmechanisches Versuchswesen (Labor- und Feldversuche) und selbstständige Durchführung ausgewählter Versuche im Labor   


Die Lehrveranstaltungen Geologie im 1. und Bodenmechanik im 2. Fachsemester des Bachelorstudiengangs sind Bestandteile des fachübergreifenden Moduls Geologie, Bodenmechanik, Bauchemie. Die Lehrveranstaltung Bauchemie wird vom Department Chemie und Biologie angeboten. Alle drei Teile werden in einer Modulprüfung abgeprüft. In der Lehrveranstaltung Geologie werden die Studierenden mit den ingenieurgeologischen Grundlagen wie Entstehung, Aufbau und Struktur von Fest- und Lockergesteinen sowie mit den Erscheinungsformen von Grundwasser vertraut gemacht. Darauf aufbauend lernen sie in der Lehrveranstaltung Bodenmechanik, den Boden als Mehrphasensystem sowie die grundlegenden Phänomene des bodenmechanischen Verhaltens kennen. Im Besonderen werden die einschlägigen Baugrunderkundungsverfahren und bodenmechanischen Laborversuche behandelt. Die Durchführung und Auswertung der Laborversuche zur Bestimmung der maßgebenden bodenmechanischen Kennwerte für die spätere geotechnische Bemessung wird dabei praxisnah im Rahmen eines Laborpraktikums vermittelt.

Lehrinhalte

• Erscheinungsformen von Grundwasser
• Entstehung von Locker- und Festgesteinen, Aufbau und Struktur von Locker- und Festgesteinen, Boden als Mehrphasensystem
• geologisch-geophysikalische und geotechnische Baugrunderkundungsverfahren, Darstellung und Interpretation
• Klassifizierungssysteme und Klassifizierung von Boden und Fels nach einschlägiger Normung
• Bautechnische Eigenschaften von Locker- und Festgesteinen
• Grundlagen des bodenmechanischen Verhaltens von Lockergesteinen
• bodenmechanisches Versuchswesen (Labor- und Feldversuche) und selbstständige Durchführung ausgewählter Versuche im Labor   


Das Modul Geotechnik I besteht aus zwei Lehrveranstaltungen im Winter- und im Sommersemester. Schwerpunkt des ersten Veranstaltungsteils sind bodenmechanische und geotechnische Grundlagen. Im zweiten Teil der Lehrveranstaltung wird die Bemessung geotechnischer Konstruktionen nach den einschlägigen geotechnischen Normen vorgestellt.

Der in dieser Vorlesung behandelte erste Teil des Moduls Geotechnik I baut auf dem in den Lehrveranstaltungen Geologie und Bodenmechanik erworbenen Fachwissen auf. So bestimmen Sie die Entstehungsgeschichte von Locker- und Festgesteinen, die daraus resultierenden Eigenschaften dieser Stoffe sowie das Vorkommen von Grundwasser im Boden das Tragverhalten eines Bodens als Baugrund sowie seine Eignung als Baustoff. Konkret wird hier die Spannungsausbreitung im Boden unter äußerer Belastung sowie das daraus resultierende Verformungsverhalten des Baugrunds bis zum Erreichen von Bruchzuständen betrachtet. Diese Kenntnisse sind dann Grundlage für die Bemessung von Flach- und Tiefgründungen, von Baugrubenverbau oder Böschungen im zweiten Abschnitt des Moduls. Weitere thematische Schwerpunkte im ersten Teil sind die Verwendung von Böden als Baustoff, vor allem im Erdbau, und die Strömung von Wasser im Boden, die später Anwendung u.a. bei der Auslegung von Grundwasserhaltungsmaßnahmen findet.


Die Lehrveranstaltung Grund- und Spezialtiefbau ist ein Wahlmodul im Masterstudiengang. Aufbauend auf den im Bachelorstudiengang erworbenen Fachkenntnissen vor allem aus den Pflichtmodulen Geologie & Bodenmechanik sowie Geotechnik I lernen die Studierenden in dieser Lehrveranstaltung komplexere geotechnische Konstruktionen, deren Trageverhalten sowie einschlägige Bemessungsverfahren kennen. Ausgewählte Verfahren des Spezialtiefbaus, ihre Wirkungsweise und Eignung für verschiedene Anwendungen unter Berücksichtigung der maßgebenden anwendungs- und Herstellnormen sind ebenfalls Gegenstand dieser Lehrveranstaltung. Im Rahmen dieser Übung erhalten die Studierenden zudem einen Einblick in ein geeignetes geotechnisches Softwarepaket, mit dem sie ausgewählte Problemstellungen aus den behandelten Themenbereichen unter Anleitung selbstständig bearbeiten.

Lehrinhalte

• Flächengründungen/Gründungsplatten (Spannungstrapezverfahren, Bettungs- und Steifemodulverfahren)
• Tiefgründungen (axiale und horizontal belastete Pfähle, Pfahlherstellung, Pfahlprobebelastungen, Gruppenwirkung, kombinierte Pfahl-Plattengründung
• Verformungsarmer Baugrubenverbau (Bohrpfahlwände, Schlitzwände), tiefe Baugruben, Baugruben im Wasser
• Bauen mit Geokunststoffen, Verfahren zur Hang- und Geländesicherung
• Baugrundverbesserung, Bauen im Bestand, Sanierung von Gründungen, messtechnische Überwachung