Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vorhersage der Kräfte, die Eis auf von Menschenhand geschaffene Bauwerke ausübt

03.11.2004


Der Schutz menschlicher Bauwerke vor Umwelteinflüssen kann nur durch ein umfassendes Verständnis der ökologischen Bedingungen und ihrer Parameter erreicht werden. Deshalb haben Wissenschaftler die Auswirkungen untersucht, die Eisrücken auf Offshore-Anlagen, Brücken, Leuchttürme, Rohrleitungen und andere Unterwasserbauten in den Nordseeregionen haben.



Eisrücken werden für gewöhnlich in Presseisrücken und Scherrücken unterteilt. Presseisrücken sind in Länge bzw. Breite sowie Höhe variabel, während Scherrücken aufgrund ihrer lateralen Bewegungen normalerweise flach und eben sind. Beide Arten von Eisrücken bestehen aus einem Eissegel (Block über der Wasseroberfläche), einem Eiskiel (Block unter der Wasseroberfläche) sowie einer konsolidierten Schicht, die sich zwischen Segel und Kiel befindet und aus erneut gefrorenem, dichten Eis besteht.

... mehr zu:
»Eis »Eisrücken


Eisrücken sind jedoch ständig in Bewegung und wenn sie gegen mechanische Bauten prallen, üben sie auf diese unglaublich starke Kräfte aus. Deshalb ist es wichtig, die Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften von Eisrücken zu verstehen und sich von den theoretischen Modellen zu entfernen, die annehmen, dass der Eisblock nur durch Scherung zerbricht. In Wirklichkeit aber zerbricht das Eis, wenn es gegen mechanische Bauwerke gedrängt wird. Zerbrechen durch Eisscherung tritt hingegen nur auf, wenn sich der Block nahe der Ränder der Bauten befinden.

Im Rahmen dieses Projektes wurden Eisrücken verschiedenen umfassenden mechanischen Tests unterzogen. Die hinter diesem Projekt stehende finnische Universität führte zwischen den Wintern 2001 und 2003 ingesamt 16 verschiedene umfassende Felduntersuchungen durch. Zu diesen Tests gehörten zwei Schlagtests mit einer kreisförmigen Platte, acht Schlag-Scher-Versuche mit Strahlbeugung, fünf Strahltests an der konsolodierten Schicht sowie ein Hebetest an der konsolidierten Schicht.

Um das Verständnis dieser Versuche zu erhöhen, wurde Ausrüstung aus einem vorhergehenden Projekt angewendet. Damit konnten die Wissenschaftler Spalten in die konsolidierte Schicht schneiden, um anschließend das darunterliegende Kieleis zu untersuchen. Außerdem wurde ein FEM-Modell für die 3D-Simulation des Kielbruchs weiterentwickelt und die Iterationsschleifen des konstitutiven UMAT-Modells wurden neu programmiert. Desweiteren wurde ein Scherkappenmodell zur Beobachtung der volumetrischen Belastungen während der Scherung des Eisblocks entwickelt und zwei Gewinnfunktionen wurden kombiniert, um die verschiedenen Verformungsmechanismen beschreiben zu können.

Bei Vergleichen zwischen den Schlagversuchen am Kiel des Eisrückens und den experimentellen umfassenden Tests wurden alle Modelle kalibriert. Die angepassten Parameter hingegen können nun ähnliche Lastverdrängungen simulieren. Dadurch erhielten die Forscher ein neues konstitutives Modell, das die erfolgreiche Beschreibung der gemessenen Belastungen des Eisrückens für Eisblöcke ermöglicht. Bei der Gestaltung zukünftiger Unterwasserbauten können diese Informationen sehr nützlich sein, besonders weil erste intensive Computersimulationen erfreuliche Übereinstimmungen mit Felduntersuchungen gezeigt haben.

Kontakt:

Prof. Mauri Maattanen
Helsinki University of Technology
P.O.Box 4100
02015 Espoo, Finnland
Tel: +358-9-4513440
Fax: +358-9-4513443
Email: mauri.maattanen@hut.fi

Prof. Mauri Maattanen | ctm
Weitere Informationen:
http://www.hut.fi/English

Weitere Berichte zu: Eis Eisrücken

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Architektur Bauwesen:

nachricht Doppelhaus mal anders - Elegantes Glas-Ensemble am Hang
02.05.2017 | Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896

nachricht Bauübergabe der ALMA-Residencia
26.04.2017 | Max-Planck-Institut für Astronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Architektur Bauwesen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften