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Die Arbeit hat zum Ziel, die gekoppelten hydraulischen und mechanischen Prozesse, die infolge Fluidzutritt in verdichteten Bentonit-Sand-Mischungen (50:50) innerhalb von untertätigen Verschlussbauwerken auftreten, zu untersuchen. Es wurde ein neuentwickelter Säulenversuchsstand implementiert, der die gleichzeitige Messung von Temperatur, relativer Feuchte, Wassergehalt sowie Axial- und Radialspannung in mehreren Messquerschnitten bei relevanten Randbedingungen erlaubt. Es wurde ein Langzeitversuch durchgeführt, der die Datengrundlage für die numerische Simulation mittels finite-Elemente-Methode unter Verwendung des Codes LAGAMINE bildete. Aus den experimentellen und numerischen Untersuchungen wurden wesentliche Erkenntnisse gewonnen, mithilfe derer die derzeit existierenden Stoffgesetze weiterentwickelt werden können. The Ph.D. thesis aims at understanding the coupling between the hydraulic and mechanical processes in the compacted bentonite-sand mixture (50:50) proposed to be used as a backfill material in the nuclear waste repository. In this regard, an innovative column-type test set-up was designed for investigating the soil under repository-relevant boundary conditions. Sensors and monitoring instruments facilitate the online measurements of key process variables such as temperature, relative humidity, water content and stresses in both axial and lateral direction at various pre-selected locations. A mock-up test was conducted using the newly designed test set-up to mimic the hydration of a backfill material in the repository. The mock-up test was numerically simulated using the finite element code LAGAMINE. A comparison between the experimental and numerical investigations provides some key inputs to overcome the limitations of existing constitutive models. |
