Labor für Geotechnik UAS

Triaxialprüfgerät

Am Triaxialprüfgerät wird die Scherfestigkeit und das Verformungsverhalten von Böden bestimmt. Hierfür werden zylindrische Probekörper des zu untersuchenden Bodens in das Gerät eingebaut. Um den Probekörper herum wird Wasser eingefüllt (siehe Bild 1). Das Wasser wird als Medium genutzt, um einen seitlichen Druck auf die Probe aufzubringen. Anschließend wird die Probe von oben und seitlich gedrückt, sodass in Korrelation zwischen aufgebrachten Druck und resultierender Verformung, Rückschlüsse auf die Scherfestigkeit des Bodens gezogen werden können. 

Universalprüfgerät

Im Universalprüfgerät können verschiedene Versuchsapparaturen (z.B. für den Rahmenscher- oder Kompressionsversuch) aufgebaut werden. Hier ist die Apparatur zur Durchführung von Triaxialversuchen zur Bestimmung der Scherfestigkeit und der Verformung zylindrischer Bodenproben zu sehen. 

Ödometer / Kompressionsversuch

Die Zusammendrückbarkeit eines Bodens wird im Ödometer untersucht.  

Bestimmung der Zustandsgrenzen

Proctorverdichter

Siebung und Siebturm

Bei einer Siebung im Siebturm werden Bodenproben hinsichtlich ihrer Kornverteilung und der entsprechenden Eignung als Baustoff untersucht. 

Ultraschallbad

Bei einer Siebung können Körner (insbesondere bei kleinen Durchmessern) in den Maschen des Siebes als Siebrückstand hängen bleiben. Um die Siebe zu reinigen, werden diese in das Ultraschallbad gegeben. 

Enslin-Gerät

Da Wasser eine große Rolle auf die Eignung des Bodens als Baustoff hat, kann mit dem Gerät nach Enslin/Neff die Wasseraufnahme- und das Wasserbindevermögen eines Bodens festgestellt werden. 

Modell eines waagerechten Verbaus

Hier wird die Sicherung eines Grabens mittels waagerechten Verbau dargestellt. Die Holzbohlen werden horizontal eingebaut, sodass sogenannte Aufrichter die auftretenden Kräfte über Steifen übertragen und so die Wände gegeneinander aussteifen. 

Modell eines senkrechten Verbaus

In diesem Modell wird ein senkrechter Verbau zur Sicherung eines Grabens dargestellt. Hierbei werden Holzbohlen senkrecht eingebaut und über horizontal angeordnete Gurtungen gegeneinander ausgesteift.

Durchlässigkeitsversuch

Auch die Wasserdurchlässigkeit eines Bodens muss bestimmt werden. Je höher der ermittelte Durchlässigkeitsbeiwert ist, umso schneller fließt Wasser durch den untersuchten Boden.

Muffelofen

In jedem Boden kann auch organisches Material enthalten sein. Durch seine Eigenschaften - vor allem in Verbindung mit Wasser - eignet sich ein solcher Boden nur bedingt als Baustoff. Mit dem Muffelofen kann der Anteil an Organik im Boden bestimmt werden.

Safety First!

Auf jeder Baustelle aber auch bei uns im Labor geht Sicherheit vor! Zur persönlichen Schutzausrüstung (PSA) gehören u.a. Helm, Warnweste, Schutzbrille sowie Sicherheitsschuhe in entsprechender Klasse. 

Densitometer

Mit dem Densitometer kann die Dichte eines Bodens bestimmt werden.

Hydraulischer Grundbruch

Übungsaufgabe: Sicherheit gegen Auftrieb einer Baugrubensohle mit Dichtungssohle

Hier wird beispielhaft eine Übungsaufgabe zur Berechnung der Sicherheit gegen Auftrieb einer Baugrubensohle (BGS) mit Dichtungssohle dargestellt. Wie genau nun die Berechnung durchgeführt wird, lernen unsere Studierenden im Modul Geotechnik 1 im Studiengang Bauingenieurwesen (B.Eng.).

Messung des Grundwasserspiegels

Hier ist die Messung des Grundwasserspiegels in einer Grundwassermessstelle mit Hilfe eines Lichtlots schematisch dargestellt. Hierbei wird die Sonde des Lichtlots im Bohrloch herab gelassen. Sobald die Sonde mit Wasser in Berührung kommt, ertönt ein Signalton und leuchtet eine Lampe auf. Das Maßband, an dem die Sonde befestigt und heruntergelassen wird, kann nun zur Bestimmung der Tiefe abgelesen werden.

Grundbau in Beispielen Teil 1 bis 3

Die Bücherreihe "Grundbau in Beispielen" ist in den 1960er Jahren im Rahmen der Lehre an der Frankfurt University of Applied Sciences von den bekannten Professoren und Gutachtern Prof. Dr.-Ing. Wolfram Dörken sowie Prof. Dipl.-Ing. Erhard Dehne entwickelt und von Prof. Dr.-Ing. Kurt Kliesch weiterentwickelt worden. 

Büro Prof. Dr.-Ing. Steffen Leppla

Arbeitsplatz Janin Christin Paninsk, B.Eng.

Gummibär aus Beton

Vernetzung mit den anderen Fachdisziplinen :) [-> klick](https://www.frankfurt-university.de/de/hochschule/fachbereich-1/labore-werkstatten-und-einrichtungen/labor-fuer-baustoffe-bauphysik-und-bauwerkserhaltung/)

Arbeitsplatz Dipl.-Ing. Marion Skupin

So kann es aussehen, wenn…

…der Baugrund begutachtet wird. Wir machen das natürlich professioneller.

Inklinometer

Mit dem Inklinometer können Lageänderungen (Neigungen) von Bauwerken und Bauteilen gemessen werden.

Erläuterung und Anwendung der Lagenkugelprojektion im Felsbau

new Tag

Werkzeuge zur Messung des Grundwasserstands

Mit dem Temperaturlichtlot werden der Grundwasserstand und dessen Temperatur gemessen. 

Spundwandbau in der Praxis

In der Praxis werden regelmäßig Spundwände für die verschiedensten Baumaßnahmen eingesetzt (z.B. im Hafen- und Wasserbau, bei Baugruben und im Tunnelbau).

Spundwand als Modell

Wie die verschiedenen Schlösser von Spundwänden ausgebildet sind, kann an den Modellen von den Studierenden herausgefunden werden. 

großer Trockenofen

In unserem großen Trockenofen finden viele Bodenproben einen Platz in der Wärme, um den Wassergehalt zu ermitteln.

kleiner Trockenofen

Wenn der große Trockenofen voll im Einsatz ist, bietet uns der kleine Ofen weitere Möglichkeit, um Proben zu trocknen.

Visualisierung der Versuchsergebnisse

Last- und Verformungsverhalten (links) und Scherfestigkeit (rechts)

Was hinter diesem Türchen ist,…

… siehst du, wenn du im Labor für Geotechnik angekommen bist. 

Komponente für das Universalprüfgerät

Die VPC-Einheit ist eine Komponente, mit der sich der erforderliche Druck innerhalb der Triaxialzelle im Universalprüfgerät steuern lässt. 

Modell einer Grundwassermessstelle

Das Modell zeigt mit in der Praxis verwendeten Materialien, wie eine Grundwassermessstelle aufgebaut ist. Der darüberliegenden Skizze (s. Flipchart) kann die Benennung der einzelnen Komponenten entnommen werden. 

Studierendenarbeitsplatz

Von diesem Studierendenarbeitsplatz hat man den besten Überblick über das Labor für Geotechnik. Aus diesem Grund ist dies vermutlich der beliebteste Platz bei den Studierenden. Eine Umfrage mit wissenschaftlich fundierten Zahlen steht noch aus.  

Workspace

Hier sind regelmäßig fleißige Studierende anzutreffen. Manche als studentische Hilfskräfte, die uns bei vielen Aufgaben hier im Labor und draußen im Feld unterstützen. Andere als Tutorinnen und Tutoren, die die Vorlesungsveranstaltungen mit Übungen ergänzen, sodass sich alle Studierenden gut auf die Prüfungen vorbereiten können und neben dem Professor weitere Ansprechpartner bei Fragen haben.  Außerdem sind hier ebenfalls Studierende zu finden, die an ihre Bachelor- bzw. Masterthesis arbeiten.

Elmo

"Ich bin Elmo, die Dokumentenkamera des Labors für Geotechnik. Gerade lasse ich zwar den Kopf hängen, aber sobald ich in Benutzung bin, bin ich ganz bei der Sache und freue mich auf die vielen Studierenden. Ich unterstütze zuverlässig den Professor sowie die Lehrbeauftragten bei den Vorlesungen und Hörsaalübungen und lerne immer wieder etwas neues dazu."

Buntsandstein

Der Buntsandstein lässt sich leicht spalten, sodass  dieses Gestein damals gerne als Baustoff diverser Bauwerke, wie Kirchen, Brücken und Burgen, eingesetzt wurde. Noch heute können wir einige dieser Bauwerke in vielen Städten bestaunen

Alkali-Olivinbasalt, Tertiär

Dieser Alkali-Olivinbasalt stammt aus dem Wetteraukreis in Hessen. Bei einer Baugrunduntersuchung wurde dieser aus einer Tiefe von ca. 10,5m unter Geländeoberkante entnommen.

Basalt

Basalt ensteht durch eine Abkühlung heißen Magmas, sodass es damit zu den Vulkaniten zugeordnet werden kann. Da das Naturgestein eine sehr hohe Dichte hat, ist es meist trotz seiner Größe schwerer als erwartet. Außerdem lässt sich Basalt, aufgrund seiner gleichmäßigen Struktur, sehr gut bearbeiten. 

Marmor

Durch hohen Druck und großen Temperaturen wandelt sich Kalkstein in großen Tiefen der Erde zu Marmor um. 

Torf

Torf entsteht durch Umwandlungsprozesse in Mooren. Es ist ein organisches Sediment, welches sich, aufgrund seiner Eigenschaften nur bedingt als Baugrund eignet. 

Kalkstein

Kalkstein entsteht durch die Sedimentation von Lockergestein. Wie auf dem Bild zu sehen ist, haben sich bei diesem Kalkstein mitunter Schnecken abgelagert.

Granit

Granit entseht durch flüssiges Magma, welches in höhere Schichten der Erdkruste aufsteigt. Auf dem Weg nach oben an die Erdoberfläche bleibt dieser allerdings stecken, sodass er über einen sehr langen Zeitraum abkühlt und sich die erkennbare kristalline Struktur ausbilden kann. 

Frankfurter Ton

Frankfurt ist bekannt für seine Skyline, die die Hochhäsuer der Stadt bilden. Entsprechend lässt sich vermuten, dass der Baugrund hier besonders gut sein muss. Entgegen der Vermutung steht allerdings der sogenannte Frankfurter Ton an. Dieser nimmt Wasser auf und gibt es auch wieder ab. Bei Belastung kommt es zu Verformungen, die zu Schiefstellungen führen können. Das Ergebnis kann dann so aussehen, wie bei dem bekannten schiefen Turm von Pisa. Zum Glück sind die Hochhäuser hier in Frankfurt gut gegründet, sodass sie sich nur in geringem Maße setzen. 

Zeitschrift "geotechnik"

Die Fachzeitschrift "geotechnik" befasst sich mit Themen aus der Geotechnik wie z.B. Bodenmechanik, Erd- und Grundbau, Felsmechanik, Ingenieurgeologie, Kunststoffe in der Geotechnik oder Umweltgeotechnik. Außerdem werden in ihr Buchbesprechungen, Seminare, Messen und Tagungen sowie die Neuheiten aus der Industrie veröffentlicht. -> [https://www.dggt.de](https://www.dggt.de)

Bestimmung der Zustandsgrenzen

In diesem Bereich werden die Zustandsgrenzen – Fließ- und Ausrollgrenze – bestimmt. Die Ermittlung der Fließgrenze eines Bodens erfolgt mittels Fließgrenzengerät nach Cassagrande (s. Video). Hierbei wird eine Bodenprobe in die Schale des Fließgrenzengeräts gegeben und eine Furche mit dem sogenannten Furchenzieher gezogen. Anschließend wird das Schälchen immer wieder angehoben und fallengelassen, sodass der Boden infolge der Schläge zusammenfließt.

Proctorverdichter

Hier wird der sogenannte Proctorversuch durchgeführt. Dabei werden die Verdichtungseigenschaften eines Bodens in Abhängigkeit des Wassergehaltes untersucht. Im Proctorverdichter wird der Versuch automatisch durchgeführt. Im Video wird ein Ausschnitt des manuell durchgeführten Proctorversuchs dargestellt.

Hydraulischer Grundbruch

Der hydraulische Grundbruch ist ein besonderer Versagensfall, der durch Strömungskräfte im Boden verursacht wird.

Büro Prof. Dr.-Ing. Steffen Leppla

Arbeitsplatz Janin Christin Paninsk, B.Eng.

Arbeitsplatz Dipl.-Ing. Marion Skupin

Erläuterung und Anwendung der Lagenkugelprojektion im Felsbau

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