Titelaufnahme

Titel
Untersuchung der Wirkungsweise von Entlastungsdrainagen an kleinmaßstäblichen Dammmodellen
Weitere Titel
Analysis of the effectiveness of relief drainages on small-scale dam models
VerfasserKöck, Gerald
GutachterSzabo, Marek
Erschienen2015
Datum der AbgabeMai 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Brunnen / Damm / Drainage / Durchlässigkeit / Entlastungsdrainage / Erosion / Filterkriterien / Geokunststoffe / Geotextilfilter / Grundwasserleiter / Hochwasserschutzdamm / kleinmaßstäbliches Dammmodell / Kolmation / Kornfilter / Kornverteilungskurve / Landseite / numerische Berechnung / Suffosion / Unterströmung
Schlagwörter (EN)well / dam / drainage / permeability / relief drainage / erosion / filter criteria / geosynthetic / geotextile filter / aquifer / levee / small-scale dam model / clogging / granular filter / particle size distribution curve / inner face / numerical calculation / internal erosion / undercurrent
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der Wirkungsweise von Entlastungsdrainagen an kleinmaßstäblichen Dammmodellen.

Hochwasserschutzdämme sind meist an ihre natürliche Umgebung bzw. den natürlichen Untergrundverhältnissen anzupassen. Darum sind auch hier die Grundlagen der Bodenmechanik sehr wichtig. Dieser Umstand, dass diese Dämme an ihre Umgebung anzupassen sind, kann Grund für verschiedenste Versagensmechanismen sein. Die Versagensformen von Hochwasserschutzdämmen werden in einem eigenen Kapitel erläutert. Es ist wichtig die Bewegungen von Bodenpartikeln oder ganzen Erdkörpern unter Kontrolle zu halten. Aus diesem Grunde werden in Form einer Literaturrecherche geeignete Maßnahmen, wie Geokunststoffe oder Filterkriterien, behandelt.

Bei unterströmten Dämmen entstehen am landseitigen Dammfuß und im Hinterland oft hohe Auftriebskräfte. Dies geschieht vor allem wenn gering durchlässige Bodenschichten über stärker durchlässigen gelagert sind. Durchörtert man die gering durchlässige Schicht, entsteht eine Entlastungswirkung. Diese kann beispielsweise durch einen Drainagegraben oder einen Brunnen hergestellt werden.

Der eben beschriebene Vorgang wurde in einem kleinmaßstäblichen Modell untersucht, wobei die Wirksamkeit verschiedener Varianten verglichen wurde. Zuvor wurden die Modellböden geophysikalisch untersucht und auf ihre Eignung geprüft.

Aus den Modellversuchen konnten Erkenntnisse über die Wirkungsweise der untersuchten Drainagen gewonnen werden. Es wurden verschieden Durchmesser, mit unterschiedlichen Einbindetiefen in den Grundwasserleiter und Ausführungen mit oder ohne Kies getestet. Hierfür wurden der Druckabbau im Hinterland und der Wasserdurchfluss gemessen und gegenübergestellt. Anschließend wurden numerische Vergleichsrechnungen erstellt und ebenfalls mit den Versuchen gegenübergestellt.

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis deals with the analysis of the effectiveness of relief drainages on small-scale dam models.

Levees have to be adapted to their natural environment and especially to the surrounding soil. Therefore the basics of soil mechanics are very important. The fact that dams have to be adapted to the environment can cause different failure mechanisms. The failure mechanisms of levees are described in a separate chapter. It is important to control the migration of soil particles and to avoid the movement of big parts of the soil. Because of these mechanisms measures, like geosynthetics or filter criteria, are discussed in a literature research.

The undercurrent of dams can cause high hydrostatic uplifts and can damage the dam’s toe and its inner face. This occurs if a low permeable layer of soil is situated above a higher permeable layer. If one permeates the less permeable layer, a pressure relief results. Wells and drainages are used to construct these pressure reliefs.

The just described process was analysed with a small-scale dam model. In doing so, the effects of several variations were compared. Before that the soils, used for the model, had to be geophysical tested regarding their suitability.

The experiments showed the effectiveness of different drainage systems. Several diameters, different embedment depths in the aquifer and drainages with or without gravel were tested. The pressure reduction behind the dam and the water flowing through the drainage were measured and compared. Finally numerical calculations were conducted and the results were compared with the small-scale experiments.