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Titelaufnahme

Titel
Dissipation von Porenwasserdruck in unterschiedlichen granularen Suspensionen / eingereicht von Magdalena von der Thannen
Weitere Titel
Dissipation of pore fluid pressure due to coarse particles suspended in different clay-water mixtures
VerfasserThannen, Magdalena von der
GutachterHübl, Johannes ; Kaitna, Roland ; Ottner, Franz
Erschienen2014
Umfang121 S. : 1 CD-ROM ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2014
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Mure, Porenwasserdruck, Dissipation, eindimensionale Konsolidierungstheorie, Diffusionskoeffizient
Schlagwörter (EN)debris flow, pore-fluid pressure, Dissipation, one-dimensional consolidation theory, Diffusion coefficient
Schlagwörter (GND)Mure / Ton <Geologie> / Porenwasserdruck / Viskosität / Konsolidation
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-12157 Persistent Identifier (URN)
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Dissipation von Porenwasserdruck in unterschiedlichen granularen Suspensionen [5.67 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Muren bzw. Murgänge stellen eine komplexe Naturgefahr dar, da sie verschiedenste Ausmaße annehmen können. Grundsätzlich ist eine Mure eine hochkonzentrierte Mischung aus Sedimenten und Wasser, welche meist einen sehr hohen Feinanteil besitzt. Im Forschungsbereich der Murgänge sind vor allem die auslösenden Mechanismen und die physikalischen Parameter von Interesse. Es ist belegt, dass sich der (nicht-hydrostatische) Wasserdruck während eines Murgangs auf und abbauen kann. Dieser so genannte Porenwasserüberdruck hat eine große Auswirkung auf das Fließ- und Ablagerungsverhalten einer Mure. Aus diesem Grund beschäftigt sich die vorliegende Masterarbeit damit, welchen Einfluss die Zusammensetzung einer Murmischung auf die Veränderung bzw. die Dissipation von Porenwasserdruck hat. Eine wichtige Grundlage dafür stellt die eindimensionale Konsolidierungstheorie dar. Für die Untersuchungen stehen zwei unterschiedliche Tonmineralien (Kaolinit und Smectit) zur Verfügung, mit welchen jeweils acht murartige Mischungen hergestellt werden. Diese Mischungen werden im Viskosimeter auf ihre Viskosität überprüft und anschließend mit groben Partikeln ergänzt. Im Zuge der Versuche werden sie dann in einen Zylinder mit installierten Drucksensoren gefüllt und somit die auftretenden Drücke sowie ihre Veränderung über die Zeit gemessen. Die Ergebnisse, die sich daraus ergeben bestätigen die meisten zuvor getroffenen Annahmen bzw. Aussagen der eindimensionalen Konsolidierungstheorie. Vor allem die Viskosität und somit der Anteil an Tonpartikeln in einer murartigen Mischung beeinflussen den Verlauf bzw. das Abfallen der Druckkurve. Die Veränderung des Drucks wird auf Grundlage des Diffusions-Koeffizienten nach MAJOR (2000) überprüft und verglichen. Durch Variation der Korngrößen und Menge der groben Partikel bietet dieser Forschungsbereich noch Spielraum für weitere Untersuchungen.

Zusammenfassung (Englisch)

Debris flows or mudflows are complex natural hazards, because they are able to occur in different states. The baseline is a highly concentrated mixture of sediment and water mostly with a high content of fines. In debris flow research, the physical parameters and the releasing mechanisms are of great interest. It was found that non-hydrostatic fluid pressure can build up and dissipate during a debris flow event, and that this excess fluid pressure has a strong influence on the flow and deposition behaviour of debris flows. Therefore, this master thesis investigates the influence of mixture composition on the dissipation of non-hydrostatic fluid pressures. The basic principle for the following analysis is the one-dimensional consolidation theory. For the following experiments, two different types of clay (kaolinite and smectite) are used to prepare eight different debris-like mixtures each. The viscosity of these mixtures is tested in a viscometer. Then the solid grain fraction is added to the mixtures. For the experiment, each mixture is filled in a cylindric pipe, equipped with pressure sensors. During the experiments the temporal variation of fluid pressure is measured. The results support most of the assumptions made previously and also the prediction of the one-dimensional consolidation theory. The pressure development is mainly influenced by the viscosity of the mixtures, which is determined by the percentage of clay particles. For comparison and verification of the pressure variation, the diffusion coefficient defined by MAJOR (2000) is used. Variation of grain size distribution and percentage of solid grain fraction would be interesting for further research.