Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung von zeitabhängigen Verfestigungseffekten in Sandböden. Dies geschieht im Rahmen des Leitthemas „Modifizierung und Optimierung von Baugrund zur Ressourcenschonung“ bei der G²-Gruppe Geotechnik. Die bereits in Feld- und Laborversuchen beobachtete und untersuchte Zunahme von Festigkeits- und Steifigkeitsparametern in grobkörnigen Böden über Zeit, die nicht auf die Setzung zurückzuführen ist, wird anhand von zwei Versuchsmethoden unter Laborbedingungen untersucht. Die Versuche werden unter Betrachtung verschiedener Einflussfaktoren durchgeführt. Die verwendeten Methoden sind eine Labor-Drucksondierung und eine Ultraschalluntersuchung, deren Prüfgeräte für die Untersuchung der zeitabhängigen Verfestigungseffekte entwickelt wurden. Die Kontrolle der Geeignetheit für den Nachweis der zu untersuchenden Effekte und die damit verbundenen Anpassungen der Prüfgeräte sollen die Erstellung und Optimierung eines Versuchsprogramms ermöglichen.:Einleitung 1 Überblick 1.1 Hinweis zum Ultraschallversuch 2 Ziele 3 Grundlagen und Stand der Wissenschaft 3.1 Beschreibung des Effekts 3.2 Abgrenzung zu zeitabhängigen Verfestigungseffekten in bindigen Böden 3.3 Sand in der Geotechnik 3.3.1 Makroskopische Betrachtung geotechnischer Eigenschaften 3.3.2 Mikroskopische Betrachtung geotechnischer Eigenschaften 3.4 Kenntnisstand der Wissenschaft zum Aging-Effekt in grobkörnigen Böden 3.5 Labor- und Feldversuche zur Untersuchung von Aging-Effekten in Sandböden 4 Versuchsmethodik 4.1 Einführung 4.2 Untersuchung des Versuchsmaterials 4.2.1 Bodenkenngrößen 4.2.2 Mikroskopische Bodenuntersuchung 4.3 Labor-Drucksondierung 4.3.1 Versuchsaufbau 4.3.2 Übersicht der Versuchsreihen 4.3.3 Versuchsauswertung 5 Ergebniszusammenstellung und Auswertung 6 Fazit und Ausblick 7 Literaturverzeichnis Erklärung / The subject is the investigation of time-dependent consolidation effects in sandy soils. This takes place within the framework of the main theme 'Modification and optimization of subsoil to conserve resources' at the G²-Gruppe Geotechnik. The increase in strength and stiffness parameters in granular soils over time, which has already been observed and investigated in field and laboratory tests, and which is not due to settlement, is investigated using two testing methods under laboratory conditions. The tests are carried out considering various parameters. The methods used are a Mini-CPT and an ultrasonic examination, the test equipment of which was developed for the examination of the Aging-effect of soils. The control of the suitability for the verification of the effects to be examined and the related adaptations of the test devices should enable the designing of a test routine.:Einleitung 1 Überblick 1.1 Hinweis zum Ultraschallversuch 2 Ziele 3 Grundlagen und Stand der Wissenschaft 3.1 Beschreibung des Effekts 3.2 Abgrenzung zu zeitabhängigen Verfestigungseffekten in bindigen Böden 3.3 Sand in der Geotechnik 3.3.1 Makroskopische Betrachtung geotechnischer Eigenschaften 3.3.2 Mikroskopische Betrachtung geotechnischer Eigenschaften 3.4 Kenntnisstand der Wissenschaft zum Aging-Effekt in grobkörnigen Böden 3.5 Labor- und Feldversuche zur Untersuchung von Aging-Effekten in Sandböden 4 Versuchsmethodik 4.1 Einführung 4.2 Untersuchung des Versuchsmaterials 4.2.1 Bodenkenngrößen 4.2.2 Mikroskopische Bodenuntersuchung 4.3 Labor-Drucksondierung 4.3.1 Versuchsaufbau 4.3.2 Übersicht der Versuchsreihen 4.3.3 Versuchsauswertung 5 Ergebniszusammenstellung und Auswertung 6 Fazit und Ausblick 7 Literaturverzeichnis Erklärung

Beschäftigte im öffentlichen Dienst sind einer steigenden Zahl von Übergriffen und Bedrohungen ausgesetzt. Auch in den Statistiken der Unfallversicherungsträger und der Polizei findet sich das Phänomen Gewalt verstärkt wieder. Die Wahrscheinlichkeit einer Verletzung durch eine Stichwaffe ist in Deutschland deutlich höher einzustufen als die mittels einer Schusswaffe bzw. einem Projektil. Zudem werden stichhemmende und Stichschutzwesten nicht nur für den Einsatz im behördlichen, militärischen und Sicherheitsbereich angeboten, sondern auch für Privat- und Geschäftsleute. Die Westen sollen die Träger vor Angriffen mit Messern, Nadeln und spitzen Gegenständen schützen, sind jedoch in ihrem Tragekomfort verbesserungswürdig. Derzeit erfolgt die Abschwächung von Angriffen mit Stichwaffen durch integrierte Schutzplatten aus Aluminium, Edelstahl, Kunststoff, Keramik und/oder Metall-Ringgeweben. Die Stichschutzwesten besitzen zum einen ein beträchtliches Gewicht (je nach Modell und Größe 1,5 bis 5 kg). Zum anderen weisen sie bei langer Tragedauer und hohen Außentemperaturen (z. B. während der Sommermonate) ein schlechtes thermophysiologisches Verhalten auf. Üblicherweise nimmt die Schutzwirkung mit steigendem Gewicht zu. Eine Gewichtserhöhung vermindert jedoch den Tragekomfort, wodurch auch die Trageakzeptanz, d. h. die Bereitschaft einer Person zum Tragen der Schutzkleidung, verringert wird. Diese Trageakzeptanz stellt ein entscheidendes Kriterium für den erfolgreichen Personenschutz dar. Einen möglichen Lösungsansatz bietet die Realisierung von Leichtbaupotenzialen mittels neuer Technologien und hybriden Materialien. Durch eine Überarbeitung des bisherigen Designs der Schutzkleidung soll der Tragekomfort unter Beibehaltung der Funktionalität deutlich verbessert werden. Statt der bisher angewandten Schutzplatten wird eine körperformabhängige Segmentierung von bioinspirierten Interlocking-Strukturen aus Hochleistungsfaserstoffen entwickelt. Die Verstärkungskomponente mit hoher Schlagzähigkeit, Bruchdehnung und Zugfestigkeit besteht aus Aramidfasern. Zudem werden die Stichschutzelemente mittels additiver Fertigung auf biegeweiche Maschenwaren appliziert. Die Schutzkleidung lässt sich an die jeweilige Körperform anpassen und bietet neben dem Stichschutz einen verbesserten ergonomischen, thermophysiologischen sowie hautsensorischen Komfort. [... aus der Einleitung]

Um das Fließverhalten von Granulaten in dünnwandigen Metallsilos auch mikroskopisch detailliert beschreiben zu können, ist es wichtig, beide Kontaktpartner (Granulat und elastische Wand) detailliert abbilden zu können. Granulate können vereinfacht als Kugeln betrachtet werden, weswegen die Diskrete-Elemente-Methode (DEM) hierfür geeignet ist. Die elastische Verformung der Metallwand kann mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode (FEM) berechnet werden. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Simulation zu entwickeln, welche für beide Kontaktpartner eine gemeinsame Simulationsumgebung schafft. Dabei sollen zu Beginn einfache Beispiele für den Kontakt von Granulat und Festkörperstrukturen erarbeitet werden, die verschiedene Lastfälle abdecken. Um die Simulationsergebnisse bewerten zu können, sollen die Beispiele so gewählt werden, dass die Simulationen analytisch oder numerisch validiert werden können.

Ausgangspunkt für dieses Anschlussprojekt am Institut für Tragwerksplanung der TU Braunschweig war der Wunsch, die Effektivität des Faseranteils derjenigen Betonbauteile zu erhöhen, die zuvor im SPP-Projekt Entwicklung neuartiger Verbindungen für komplexe Stab-, Flächen- und Raumtragelemente aus UHPFRC (S. 50 ff . in diesem Buch) hergestellt und untersucht wurden. Voruntersuchungen und Versuche zum Thema der magnetische Faserausrichtung in UHPFRC werden am ITE seit 2014 kontinuierlich durchgeführt [1]–[4]. Diese Voruntersuchungen berührten bereits zentrale Aspekte dieses Forschungsvorhabens und lieferten konkrete Hinweise auf die zu erwartenden Ergebnisse zur robotergestützten, magnetischen Ausrichtung und Verteilung der Mikrostahlfasern (MSF). Im Fokus der Forschung standen zum einen die Möglichkeiten der digitalen und robotergestützten Bauteilfertigung und zum anderen das Potenzial der Faserausrichtung zur Steigerung der Materialeffizienz von UHPFRC. In der Entwicklung des Verfahrens der magnetischen Faserausrichtung (MFA) wurden diese beiden Ansätze zusammengeführt. / The starting point for this follow-up project, which was carried out at the Institute of Structural Design at the Technical University of Braunschweig, was the desire to increase the effectiveness of the fibre content of the type of concrete components that were previously manufactured and investigated in the SPP project Development of novel jointing systems for complex beam surface and spatial elements made of UHPFRC (p. 50 et seq. in this book). Preliminary investigations and tests on the topic of magnetic fiber alignment in UHPFRC have been carried out continuously at ITE since 2014 [1]–[4]. These preliminary investigations already touched upon central aspects of this research project and provided concrete indications of the expected fi ndings on robot-assisted magnetic alignment and distribution of the micro steel fi bres (MSF). The research focused on the possibilities of digital and robot based component production on the one hand and the potential of fibre orientation to increase the material efficiency of UHPFRC on the other. In the development of the magnetic fibre alignment (MFA) process, these two approaches were brought together.