In der Habilitationsschrift sind die Ergebnisse einer über 20-jährigen Entwicklungstätigkeit zusammengefasst, die zum Deponie- und Haldenwasserhaushaltmodell BOWAHALD geführt haben. Beim Modell BOWAHALD handelt es sich um ein anwendungsorientiertes Mehrschichtenboxmodell, das die wesentlichen in Oberflächensicherungen ablaufenden hydrologischen Prozesse quantifiziert. Die Hauptanwendungsbereiche des Modells BOWAHALD sind Wasserhaushaltsuntersuchungen zum Istzustand einer Halde bzw. Deponie, Planungsszenarien in Bezug auf die wasserhaushaltliche Optimierung einer Oberflächensicherung, Sickerwasserprognosen von Halden-/Deponieflaechen, Beurteilung der Chancen für eine ausreichende Vegetationsentwicklung sowie eine qualitative Einschätzung der Langzeitbeständigkeit vorhandener bzw. zu planender Sicherungsmaßnahmen. Mit dem Modell BOWAHALD liegt ein hierfür praktikables Instrumentarium vor, das den Nutzer in die Lage versetzt, mit vertretbarem Aufwand bezüglich Daten- und Parameterhandling anwendungsorientierte Lösungen zu erarbeiten. Zahlreiche Modellanwendungen für die verschiedensten wasserhaushaltlichen Problemstellungen, die mit Oberflächensicherungen im Zusammenhang stehen, belegen dies und sind mit Sicherheit ein wesentlicher Grund dafür, dass das Modell BOWAHALD insbesondere in Sachsen eine weite Verbreitung und Anerkennung gefunden hat.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Abdichtung und Verfestigung des konturnahen Bereiches bei der Errichtung von Verschlussbauwerken im Kalisalzgestein. Bei der Erforschung einsetzbarer Verschlussbauwerke wurde nachgewiesen, dass zutretende Salzlösungen durch Mikroporen im konturnahen Bereich die Verschlussbauwerke umströmen können. Um die Möglichkeit der Verbesserung der Eigenschaften des aufgelockerten Gebirges durch Kunststoffinjektionen zu prüfen, wurden umfangreiche Versuche im Labor bzw. in-situ durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass Kunstharze auf Polyurethan- und Epoxydbasis zur Abdichtung und zum Schutz des Kaligesteins vor Verwitterung geeignet sind. Die Kunststoffabdichtung kann innerhalb von 50-100 Jahren stabil bleiben, was zur Abdichtung ausreichend ist, bis die Risse unter der Einwirkung des Gebirgsdrucks zugedrückt werden. Die besten Ergebnisse wurden mit einem Kunstharz auf Epoxydbasis erreicht, wobei die Durchlässigkeit der Auflockerungszone von 10 E-14 m2 auf 10 E-18 - 10 E-20 m2 verringert wurde. Die Injektionsparameter können mit dem entwickelten Strömungsmodell ermittelt werden. Insgesamt wird empfohlen, auch im Salzgestein Kunststoffinjektionen zur Abdichtung der konturnahen Zone bei Strecken- und Schachtverschlüssen einzusetzen.

Techn. Universiẗat, Diss., 2005--Darmstadt.

In dieser Veröffentlichung werden 2 Anwendungsbeispiele für Textilbeton vorgestellt, ein nachträgliches Abdichtungssystem sowie eine bauteilintegrierte Schalung. Teil 1: Da in vielen Regionen Deutschlands steigende Grundwasserspiegel zu verzeichnen sind und bestehende Gebäude, die nicht für den Belastungsfall „drückendes Wasser“ ausgelegt sind, mit einem tragfähigen nachträglichen Abdichtungssystem ertüchtigt werden müssen, wurde ein entsprechendes Abdichtungssystem aus Textilbeton entwickelt. Durch die Verwendung des Textilbetons ist es möglich, ein Abdichtungssystem mit einer geringen Bauteilstärke von 30 mm im Spritzverfahren herzustellen. Teil 2: Die bauteilintegrierte Schalung (BIS) aus Textilbeton nimmt während der Betonage den Frischbetondruck auf. Im Endzustand bildet sie die Bauteiloberfläche und kann Anforderungen hinsichtlich Tragfähigkeit, Sichtbeton- und Oberflächenqualität sowie Oberflächenausbildung (Farbe, Struktur) erfüllen. BISElemente können werksmäßig wirtschaftlich und qualitativ hochwertig hergestellt werden.

In dieser Veröffentlichung werden 2 Anwendungsbeispiele für Textilbeton vorgestellt, ein nachträgliches Abdichtungssystem sowie eine bauteilintegrierte Schalung. Teil 1: Da in vielen Regionen Deutschlands steigende Grundwasserspiegel zu verzeichnen sind und bestehende Gebäude, die nicht für den Belastungsfall „drückendes Wasser“ ausgelegt sind, mit einem tragfähigen nachträglichen Abdichtungssystem ertüchtigt werden müssen, wurde ein entsprechendes Abdichtungssystem aus Textilbeton entwickelt. Durch die Verwendung des Textilbetons ist es möglich, ein Abdichtungssystem mit einer geringen Bauteilstärke von 30 mm im Spritzverfahren herzustellen. Teil 2: Die bauteilintegrierte Schalung (BIS) aus Textilbeton nimmt während der Betonage den Frischbetondruck auf. Im Endzustand bildet sie die Bauteiloberfläche und kann Anforderungen hinsichtlich Tragfähigkeit, Sichtbeton- und Oberflächenqualität sowie Oberflächenausbildung (Farbe, Struktur) erfüllen. BISElemente können werksmäßig wirtschaftlich und qualitativ hochwertig hergestellt werden.

Die vorliegende Arbeit schafft einen wichtigen Beitrag zum allgemeinen von fettgeschmierter Radialwellendichtungen. Es erfolgte eine breitangelegte experimentelle Einflussuntersuchung am Tribosystem Dichtung. Dies geschah sowohl durch Variation der Systemkenngrößen, wie z.B. Geschwindigkeit und Schmierstoff, als auch der tribologische Kenngrößen, wie z.B. Kontaktfläche oder -pressung durch die Wahl verschiedener Dichtungsbauarten- und Baugrößen. Durch Scherratenversuche wurde ein Viskositätsmodell für die Berechnung von strukturviskosen Fluiden und die Ableitung eines Temperaturberechnungsmodells für beliebige Wellendurchmesser realisiert. Anhand bestehender Ansätze wurden beide Modelle kombiniert genutzt zur Berechnung der Schmierfilmhöhe im Dichtspalt für die untersuchten Dichtungen. Hierbei wird der Unterschied zwischen Fett- und Ölcharakteristik herausgestellt. Durch eine erweiterte Geschwindigkeitsuntersuchung wird der Einfluss auf den Verlauf des GÜMBEL-Diagramms und seiner Funktion aufgezeigt.