Masterarbeit (laufend)

Lennart Jankowiak

Untersuchung des Setzungsverhaltens von Windenergieanlagen auf jungen Tagebaukippen anhand eines Feldversuches

Mit dem beschlossenen Ende der Energieerzeugung durch Kohle und der Erweiterung der Infrastruktur erneuerbarer Energieformen wird auch die Windenergie an Land immer stärker ausgebaut. Besonders die Flächen ehemaliger Tagebaue sind für die Errichtung von Windenergieanlagen (WEA) attraktiv, da der Abstand zu bestehender Wohnbebauung groß ist. Im Zuge des Tagebaubetriebs und dem Abbau mittels Schaufelradbagger werden die ehemals natürlich gewachsenen Böden jedoch stark aufgelockert bzw. aufgeweicht und anschließend mit Großgeräten als locker bis mitteldicht gelagerte Sande sowie weiche Tone und Schluffe an anderer Stelle wieder verkippt. Dieser Verkippungsprozess führt zu einem stark inhomogen aufgebauten Untergrund, was bei der Gründung einer WEA auf diesen Böden zu unterschiedlich großen Setzungen und einer daraus resultierenden Schiefstellung der Gründung führen kann. Dieser Problematik stehen hohe Anforderungen an die Vertikalität der Gründung einer WEA gegenüber, so dass bereits kleine Schiefstellungen zu einem Verlust der Gebrauchstauglichkeit der WEA führen können. Um die Herausforderungen der Gründung von WEA auf diesem Baugrund zu bewältigen, wird im Rahmen des Forschungsprojektes „GrünWinT – Gründung von Windenergieanlagen auf jungen Tagebaukippen“ ein Feldversuch durchgeführt, der das Setzungsverhalten der Tagebauböden unter der statischen last einer WEA untersucht. Dazu wurden im Vorfeld des Feldversuchs bereits Baugrunderkundungen bis in 50 m Tiefe durchgeführt.
Im Zuge dieser Masterarbeit wird die Durchführung und die Auswertung des Feldversuches begleitet und dokumentiert. Anhand der Ergebnisse der Baugrunderkundungen im Bereich des Versuchsfeldes werden mögliche Baugrundschichtungen in zwei und dreidimensionalen Baugrundmodellen ermittelt. Die erstellten Baugrundmodelle werden in anschließenden Setzungsberechnungen mit geotechnischer Software verwendet, um die tatsächlich gemessenen Setzungen des Versuches mit den Setzungsberechnungen an den Baugrundmodellen zu vergleichen. Um die in den Setzungsberechnungen genutzten Stoffmodelle zu kalibrieren, werden zusätzlich Laborversuche zur Bestimmung des Kompressionsverhaltens, der Korngrößenverteilung und der Zustandsgrößen der Tagebauböden durchgeführt.