Masterarbeit (laufend)

Pardis Moradi

Numerical Investigation of Water-Induced Instability in Heterogeneous Granular Assemblies

Wasserinduzierte Instabilität granularer Materialien stellt eine zentrale bedeutende Herausforderung in der Geotechnik dar und umfasst Prozesse wie die interne Erosion, Piping und den Kollaps teilgesättigter Böden bei Wassersättigung. Das Verständnis dieser Phänomene ist entscheidend für die Vorhersage des Bodenverhaltens und die Vermeidung von Bauwerksversagen.
In dieser Masterarbeit wird ein gekoppelter numerischer Ansatz aus Diskreter-Elemente-Methode (DEM) und Computational Fluid Dynamics (CFD) angewendet, um die Kollaps- Mechanismen granularer Packungen mit internen Hohlräumen zu untersuchen. Mit Hilfe der Open-Source-Software LAMMPS, gekoppelt mit OpenFOAM, werden heterogene Granulat- Strukturen mit kontrollierten Hohlraum-Geometrien erzeugt und die Wasserinfiltration unter Schwerkraft simuliert.
Untersucht wird, wie Parameter wie Hohlraumgröße und -lage, Partikelgrößenverteilung und Infiltrationsrate den Porendruck, Kontaktkräfte und Kraftketten in der Granulat-Struktur beeinflussen. Diese detaillierte mikromechanische Analyse soll das Verständnis hydraulischer Instabilität auf Teilchenebene verbessern.
Die Kernaufgaben umfassen Literaturrecherche, Modellentwicklung, parametrische Studien der Instabilitätsmechanismen sowie die umfassende Do-kumentation, Analyse und Diskussion der Ergebnisse.