Fachbereich:
Geotechnik

Smart Grains Density

Funkbasiertes Sensornetzwerk zur Erkennung von Zustandsänderungen im Boden

Förderung:

Zeitraum:
01.03.2021 – 31.08.2023

Geotechnisches und umwelttechnisches Monitoring

Die Projektreihe smart grains behandelt die inkrementelle Produktentwicklung eines Messsystems auf Sensorbasis für die Anwendung bei geotechnischen und umweltrelevanten Problemstellungen. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von kieskorngroßen, modularen, intelligent und autark arbeitenden Messknoten, welche in hoher Anzahl für Überwachungszwecke auf der Geländeoberfläche verteilt werden können. Diese sollen zukünftig durch gezielte Parameterermittlung diverse Monitoringaufgaben in 4 Hauptschwerpunkten praxistauglich und wirtschaftlich erfüllen können:

• geotechnisches Monitoring, z.B. Ermittlung von Bodenparametern für Standsicherheitseinschätzungen
• umwelttechnisches Monitoring, z.B. Optimierung nachhaltiger Erträge durch Überwachung von Agrar-Standorten
• Schwingungs- und Emissionsmessungen bei der Bauwerksüberwachung
• Prozessoptimierung im Bau, z.B. Kontrolle von Schüttvorgängen und Verdichtungsmaßnahmen

Im aktuell laufenden Vorlaufforschungsprojekt „smart grains density“ konzentriert sich die Entwicklung auf die drahtlose Kommunikation von Sensormodulen im Medium Boden. Mithilfe der Analyse der Wellencharakteristik ausgesendeter elektromagnetischer Strahlung soll es gleichzeitig möglich sein, Bodenzustände zu klassifizieren und Veränderungen im Boden in Echtzeit zu erfassen.  Die Bearbeitung wird durch eine interdisziplinär aufgestellte Gruppe aus Elektrotechnik- und Bauingenieuren der Forschungs- und Transfergruppe GEONETIC  umgesetzt.

Nach der Konzeptionierung und Fertigung der Sensorbausteine finden mehrskalige Modellversuche statt, in welchen unterschiedlichste bodenmechanische Randbedingungen abgebildet werden können. Ergänzt werden diese Untersuchungen durch die digitale Modellierung mithilfe der Diskreten-Element-Methode (DEM) zur Beschreibung mikroskopischer Vorgänge im Boden.