Die Arbeit konzentriert sich auf die Konsolidationsanalyse mit Hilfe der Poroelastizitätstheorie oder der Biot's Theorie. Sie ist in kumulativer Form geschrieben und umfasst drei Veröffentlichungen. Die ersten beiden Kapitel der Arbeit führen kurz in das Thema ein, die Poroelastizitätstheorie und die Finite-Elemente-Codes.

Kapitel 3 stellt ein vollständig gekoppeltes Plug-in für die FEFLOW-Software vor, das das Problem der Landabsenkung aufgrund von Grundwasserentnahme analysieren soll. Das Plug-in wurde unter Verwendung der Programmiersprache C++ mit FEFLOW-APIs und der Qt-IDE entwickelt. Es wird auf GitHub frei verteilt. Zwei Techniken wurden verwendet, um die Geschwindigkeit des Plug-Ins zu erhöhen. Erstens werden die Randbedingungen für lokale Steifigkeitsmatrizen angewendet, bevor sie zur globalen Steifigkeitsmatrix zusammengesetzt werden. Zweitens wird die globale Steifigkeitsmatrix mit Hilfe von Multicores der Zentraleinheit (CPU) zusammengesetzt.

Kapitel 4 schlägt einen neuen Ansatz zur Verarbeitung von Daten aus dem „Constant rate of strain test“ (CRST) für die Konsolidationssanalyse vor. Anstatt Testdaten auf einem e-log(σ')-Diagramm (wobei e das Hohlraumverhältnis und σ ' die effektive Spannung ist) zu zeichnen, um den Kompressionsindex Cc und den Kompressionsindex Cr zu erhalten, wird die Methode der Rückanalyse verwendet, um spannungsabhängige Parameter für Finite-Elemente-Modelle auf der Grundlage der Biot's Theorie zu erhalten. Zu diesem Zweck wurde eine Open-Source-Software namens CONAXIS entwickelt. Codes und Algorithmen für CONAXIS wurden teilweise aus dem früheren FEFLOW-Plugin übernommen. Der vorgeschlagene Ansatz wurde mit einer kommerziellen Software namens PLAXIS verglichen und mit Daten von zwei Projekten zur Verbesserung der weichen Böden im Mekong-Delta, Vietnam, verifiziert. Bei beiden Projekten wurden vorgefertigte Vertikaldränagen (PVD) in Kombination mit Zuschlagsladung und Vakuumpumpen als Verbesserungsmethode verwendet. Jede PVD hat eine Einflusszone, die als Zylinder idealisiert ist, der als Einheitszelle bezeichnet wird. Konsolidationsanalysen für beide Projekte wurden mit achsensymmetrischen Modellen von Einheitszellen in CONAXIS durchgeführt. Im ersten Projekt wurden neun CRST aus demselben Bohrloch mit unterschiedlicher Tiefe verwendet, um das Modell in CONAXIS zu erstellen. Die Mächtigkeit des weichen Bodens betrug 17,5 m. Für das zweite Projekt wurden sechs CRST aus drei Bohrlöchern verwendet, und die Mächtigkeit des weichen Bodens betrug etwa 35,0 m. Die Modellergebnisse aus CONAXIS wurden mit den Daten der Feldüberwachung verglichen. Beide Modelle zeigten eine gute Übereinstimmung mit den Felddaten.

Kapitel 5 schließlich befasst sich mit radialen Strömungen in 3D-Modellen von PVD-Systemen. Um radiale Strömungen um PVDs zu erfassen, müssen Finite-Elemente-Netze um PVDs mit kleinen Elementgrößen diskret sein, was insbesondere bei 3D-Modellen zu einem hohen Berechnungsaufwand führt. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wurde ein neuer Ansatz vorgeschlagen, der auf dem Vimoke-Taylor-Konzept basiert. Anstatt sowohl die PVD-Grenze als auch die Abstrichzone um die PVD herum zu modellieren, wurde eine drainierte Zone verwendet, um sowohl die PVD als auch die Abstrichzone darzustellen. Die horizontale hydraulische Leitfähigkeit der drainierten Zone wurde mit einem Korrekturfaktor modifiziert, der durch die Anpassung der numerischen Ergebnisse an analytische Lösungen der Einheitszelle bestimmt wurde. Faktoren, die mit den Eigenschaften von PVDs und Böden zusammenhängen und den Korrekturfaktor Cd beeinflussen, wurden mit sechs Patch-Tests untersucht. Die Ergebnisse der Patch-Tests zeigen, dass der Cd -Wert hauptsächlich von drei Faktoren abhängt: der Größe der drainierten Zone, der Größe der PVD- und der Abstrichzone und der Maschencharakteristik der drainierten Zone. Wenn sich einer dieser Faktoren ändert, muss der Cd -Wert neu berechnet werden. Umgekehrt wird Cd nicht durch Änderungen der Bodeneigenschaften und der Ableitungskapazität der PVD beeinflusst.