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Journal Cover Geotechnik
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   ISSN (Online) 2190-6653
   Published by John Wiley and Sons Homepage  [1605 journals]
  • Aspects concerning the shear strength of rockfill material in rockfill dam
    • Authors: Ronald Haselsteiner; Resul Pamuk, Burcu Ersoy
      Abstract: Das spannungsabhängende Scherfestigkeitsverhalten von Steinschüttmaterialien wird in der Praxis häufig anhand einfacher Scherfestigkeitsparameter abgeschätzt. Hierbei wird fast immer eine lineare Beziehung zwischen Vertikal- und Scherspannung verwendet. Das tatsächliche Scherfestigkeitsverhalten von Steinschüttungen weicht aber von dieser theoretischen Gerade ab. Es bildet sich eine gekrümmte Linie aus, was besagt, dass hohe Scherfestigkeiten bei geringen Spannungen graduell mit wachsenden Spannungen abnehmen.Das Scherfestigkeitsverhalten wird hierbei von sehr vielen Aspekten, wie z. B. Kornverteilung, Druckfestigkeit des Ausgangsgesteins, Sättigung, Spannungszustand, Kornform, etc. beeinflusst. In der Praxis mangelt es nicht selten an verlässlichen Ergebnissen von Großscherversuchen und man muss mit analytischen Ansätzen eine realistische nicht-lineare Scherfestigkeitsfunktion abschätzen. Für dynamische Belastungen von Steinschüttdämmen infolge von Erdbeben gibt es nur wenige Referenzfälle, jedoch ist aus Erfahrung davon auszugehen, dass typische Steinschüttmaterialien sich gegen dynamische Lasten als widerstandsfähig erweisen.The stress dependent shear strength behaviour of rockfill is frequently estimated by simple shear strength parameter. A linear shear relation between vertical and shear stress is almost always applied. But, the actual shear strength behaviour of rockfill differs from this theoretical line. A curve is formed which describes that strong shear strength at low stresses gradually decreases with increasing stress.The shear strength behaviour is influenced by many aspects, such as, grain size distribution, compressive strength of the original rock, saturation, stress conditions, grain shape, etc. Re-liable large scale shear tests are not usually available and a realistic non-linear shear strength function has to be estimated through analytical approaches. Only rarely are case studies available for rockfill dams under dynamic loads induced by earthquakes. But, it is assumed that typical rockfill materials will resist dynamic loads.
      PubDate: 2017-01-03T05:05:44.889456-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600099
  • Der Zugversuch an Dichtungsbahnen
    • Authors: Andreas Wöhlecke; Werner W. Müller
      Abstract: Der Zugversuch ist ein wichtiges Prüfverfahren für die Qualitätssicherung von Kunststoffdichtungsbahnen, die in der Geotechnik (Deponiebau, Tunnelbau usw.) verwendet werden. Für die Vergleichbarkeit und Beurteilung der Ergebnisse ist ein standardisiertes Verfahren erforderlich. Da sich Kunststoffe durch ihr ausgeprägtes visko-elastisches Verformungsverhalten von anderen Baumaterialien unterscheiden, werden die ermittelten Kennwerte sowie deren Bedeutung und Verwendbarkeit für die Praxis diskutiert. Die Einsatzmöglichkeiten und -grenzen von Extensometern werden erläutert. Am Beispiel des Zugversuchs werden zudem die Schwierigkeiten bei der Normungsarbeit aufgezeigt: Angefangen vom Einfluss unterschiedlicher Normungsorganisationen und -komitees sowie der Hersteller auf den Entstehungsprozess der Normen bis hin zu Übersetzungsfehlern. Dabei zeigt sich, dass es durchaus sinnvoll sein kann, für bestimmte Arten von Produkten, wie z. B. PEHD-Dichtungsbahnen, eine eigene Norm zu erarbeiten.Tensile Testing of Geomembranes: Characteristic Values, Influences, Testing ProcedureThe tensile test is an important method for the quality assurance of geomembranes, which are used in geotechnical engineering (landfill lining, tunnel, etc.). The method has to be standardised for the comparability and evaluation of the testing results. The characteristic values as well as their significance and meaning for construction purposes are discussed with the focus on the viscoelastic behaviour of plastics, which differs fundamentally from the mechanical behaviour of other constructions materials. The possibilities and limits of the use of extensometers are explained. The difficulties in the standardisation work are demonstrated in case of this testing method: starting from the influence of different standardisation organisations, committees and geomembrane producers on the formation process up to mistranslation. Against this background it seems reasonable to develop special tensile testing standards for certain types of products, such as HDPE geomembranes.
      PubDate: 2016-12-05T05:37:26.413707-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600024
  • Themen Heft 1/2017
    • PubDate: 2016-12-01T05:03:21.717555-05:
      DOI: 10.1002/gete.201690046
  • Inhalt: Geotechnik 4/2016
    • PubDate: 2016-12-01T05:03:21.679702-05:
      DOI: 10.1002/gete.201690047
  • Titelbild: geotechnik 4/2016
    • Abstract: Blick in die fertiggestellte Deckelbaugrube des Berliner Bauvorhabens Station Rotes Rathaus als Teil der Verlängerung der U-Bahnlinie U5 vom Alexanderplatz zum Brandenburger Tor. Teilweise erreichten die Bohrtiefen in diesem Projekt bis zu 35 m. (Foto: Stump Spezialtiefbau GmbH)
      PubDate: 2016-12-01T05:03:20.604304-05:
      DOI: 10.1002/gete.201690038
    • Authors: K. Rainer Massarsch; Bengt H. Fellenius, Anders Bodare
      Abstract: Vibrationsrammen ist ein effektives Verfahren zum Einbringen oder Ziehen von Spundwänden und Pfählen sowie für die Tiefenverdichtung. Die wichtigsten Parameter sind Schwingfrequenz, Schwingamplitude und statisches Moment. Diese Parameter bestimmenden den Vibrationsvorgang und, insbesondere, den Bodenwiderstand an der Pfahlspitze sowie längs des Pfahlmantels. Das Vibrationsrammen verursacht horizontale Bodenschwingungen in grobkörnigen Böden die den Bodenwiderstand während des Ramm- oder Ziehvorganges reduzieren. Durch das Vibrationsrammen wird außerdem die horizontale Effektivspannung dauerhaft erhöht und verursacht eine Gewölbebildung um den Pfahl. Die Erhöhung der horizontalen Effektivspannung ist auch wichtig bei der Tiefenverdichtung mittels Vibratoren. Die Resonanzfrequenz des Vibrator-Pfahl-Boden Systems ist ein wichtiger Faktor der den Eindringvorgang von Pfählen und Spundbohlen, sowie die Ausbreitung von Bodenschwingungen beeinflusst. Bei Resonanz erreicht die vertikale Schwingungsgeschwindigkeit im Boden ein Maximum und das Eindringen des Pfahls in den Boden verlangsamt sich markant. Beim Einvibrieren oder Ziehen von Pfählen deutlich über der Resonanzfrequenz nehmen die Bodenschwingungen ab und die Eindringgeschwindigkeit von Pfählen oder Spundbohlen erhöht sich. Durch das Messen verschiedener Schwingparameter kann der Rammvorgang optimiert werden. Ein neues Konzept zur Beurteilung der Rammbarkeit von Pfählen wird vorgestellt, das von der Beziehung zwischen Sondierwiderstand und Eindringgeschwindigkeit des Pfahls ausgeht.FUNDAMENTALS OF VIBRATORY DRIVING OF PILES AND SHEET PILESVibratory driving is a common method for installing or extracting sheet piles and piles as well as for deep vibratory compaction. The most important parameters are vibration frequency, vibration amplitude, and eccentric moment. These parameters govern vibratory driving and, in particular, the soil resistance at the toe and along the shaft of a pile. Pile driving causes oscillating horizontal ground vibrations in coarse-grained soils. It can be shown that these horizontal vibrations reduce the shaft resistance during driving. The process results in the permanent increase of horizontal effective stress which causes arching around the vibrated pile. The increase in horizontal effective stress is also important for deep vibratory compaction. The resonance frequency of the vibrator-pile-soil system, significantly affects pile penetration and emission of ground vibrations. At resonance, the vertical vibration velocity in the soil reaches a maximum and pile penetration becomes very slow, whereas, beyond resonance, the vibration velocity decreases and the pile penetration speed is high. Field monitoring of the vibratory driving process can be used to optimize vibratory pile driving as evidenced from examples. A new concept is proposed where the driveability can be determined from a correlation between penetration resistance measurements (blows/depth) and penetration speed. The validity of the concept is demonstrated by a case history and project references.
      PubDate: 2016-11-09T15:36:23.494137-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600018
  • Berechnung des Erdruhedrucks – verschiedene analytische Ansätze für
           beliebige Neigungen von Gelände und Wand
    • Authors: Michael Goldscheider
      Abstract: Der Erdruhedruck wird als ein statisch unbestimmtes Spannungs‐Verformungsproblem definiert. Die gewöhnlich angewendeten und in DIN 4085 empfohlenen Formeln zur Abschätzung des Erdruhedruckbeiwerts für normalkonsolidierte und für vorbelastete Böden werden aufgrund von übergeordnetem, in Versuchen beobachtetem Materialverhalten begründet. Die Gleichungen zur Berechnung des Erdruhedrucks bei horizontaler Geländeoberfläche an einer beliebig geneigten Wand werden aus den Gesetzmäßigkeiten der Spannungstransformation abgeleitet. Bei gleichmäßig geneigter Geländeoberfläche werden die Gleichungen des Spannungsfelds unter Verwendung eines charakteristischen Koordinatensystems mit den Achsen parallel und senkrecht zur Geländeoberfläche formuliert. Dadurch reduzieren sich die Gleichgewichtsgleichungen von einem Paar partieller auf zwei gewöhnliche, einfach lösbare Differentialgleichungen, die es ermöglichen, den vom Geländeneigungswinkel β abhängigen Erdruhedruckbeiwert einzuführen. Dieser Beiwert wird durch Interpolation zwischen dem Wert für β = 0 und dem Grenzwert bei β = φ (Reibungswinkel) bestimmt. Die Interpolationsformel ist die einzige Annahme bei dieser Berechnung. Auf der Grundlage dieser Gleichungen wird der Erdruhedruck an einer Wand mit beliebiger Neigung in geneigtem Gelände analog zum Fall mit horizontalem Gelände durch Spannungstransformation bestimmt. Berechnungsbeispiele werden vorgeführt. Ein in der Praxis übliches vereinfachtes Berechnungsverfahren wird erklärt und diskutiert; für seine Anwendung auf geneigte Wände in geneigtem Gelände wird ein Korrekturfaktor aus dem genaueren Verfahren entwickelt.Calculation of the earth pressure at rest – analytical approaches for arbitrary inclinations of ground surface and wall.The earth pressure at rest is defined as a statically indeterminate stress strain problem. The formulas to estimate the coefficients of earth pressure at rest for normally consolidated as well as for over consolidated soils commonly assumed and proposed in DIN 4085 are explained on the basis of more general material behaviour observed in element tests. Equations to calculate the earth pressure at rest in case of horizontal ground surface and inclined wall are deduced from the rules of stress transformation. For the case of a uniformly inclined ground surface the equations of the stress field are formulated using a characteristic coordinate system with axes parallel and orthogonal to the surface. Thus, the equilibrium equations are reduced from a pair of partial to two ordinary differential equations which simply can be solved, and the coefficient of earth pressure at rest depending on the angle of surface inclination β can be introduced. This coefficient is estimated by interpolation between the values for β = 0 and the limit case β = φ (angle of internal friction). The interpolation formula is the unique assumption in the calculation. On the basis of these equations the earth pressure at rest on a wall with given inclination is determined analogously to the case with horizontal ground surface by stress transformation. Examples are presented. A simplified calculation method used commonly in practice is elucidated and discussed; for its application to inclined walls under inclined ground surface a correction factor is deduced from the strict method.
      PubDate: 2016-09-06T01:40:31.911673-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600016
  • Rückverankerung einer Spritzbetonschale im Rahmen einer
    • Authors: Frank von Havranek
      Abstract: Der Effolderbacher Eisenbahntunnel wurde im Jahr 1870 erbaut. Bereits kurz nach Inbetriebnahme musste das Gewölbe teilweise überfirstet und verstärkt werden. In jüngeren Sanierungen wurden in Teilabschnitten Gitterbögen mit Spritzbetonrippen eingebaut und der Sandsteinausbau örtlich mit Ziegelmauerwerk erneuert. Bereits in den 1950er Jahren wurde eine Absenkung der Firste um bis zu 0,35m infolge sich ablösender Gebirgsbereiche festgestellt. Infolge von Wasserzutritt und Frost witterte das ursprünglich 0,25m bis 0,50m starke Sandsteingewölbe teils stark ab, was dessen Tragfähigkeit stark reduzierte. Deshalb fand eine erste Sofortsicherung mit rückverankertem Spritzbeton bereits im Jahr 2009 statt. Im Rahmen verschiedener Variantenuntersuchungen und Wirtschaftlichkeitsanalysen entschied sich die DB Netz AG für die Sanierung des bestehenden Bauwerkes und für den Einbau einer dauerhaften rückverankerten Innenschale. Die Auswahl eines geeigneten Ankersystems ist ein komplexes Thema. Neben der Wahl des Einbauverfahrens ist die Vielzahl geänderter Baubestimmungen durch Einführung der europäischen Normung, die teils neu herausgegebenen oder an die europäische Normung angepassten eisenbahnspezifischen Regelungen und der aktuelle Stand der Zulassungen zu beachten. Im Beitrag werden anhand der konkreten Baumaßnahme die Gründe diskutiert, die bei der Auswahl eines dauerhaften Ankersystems maßgebend sein können.
      PubDate: 2016-09-05T09:35:20.235214-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600021
  • Balkenbiegeversuche an zwei Tonen und Verformbarkeitsnachweis für eine
           multifunktionale Deponieabdichtung
    • Authors: Christos Vrettos; Andreas Becker
      Abstract: Für den Nachweis der Verformbarkeit mineralischer Deponieabdichtungen werden Angaben zu den Grenzzugdehnungen benötigt. Biegeversuche stellen eine praxisnahe Alternative zur indirekten Ermittlung dieser Werte dar. Zwei Tone wurden diesbezüglich untersucht. Zum Einsatz kamen 3‐Punkt‐ und 4‐Punkt‐Versuche sowie Versuche mit einer flächigen Belastung. Die Rückrechnung der Dehnungen aus den Durchbiegungen erfolgt anhand eines FEM‐Modells des Balkens als Kontinuum, und ein Vergleich mit gängigen Methoden der Balkentheorie wird vorgenommen. Die Ergebnisse werden dann für den Nachweis der Verformbarkeit einer multifunktionalen Abdichtung eines „Deponie auf Deponie” – Systems verwendet. Die Beanspruchungen im Deponiekörper werden ebenfalls mittels der FEM bestimmt. Die bodenmechanischen Eingangsparameter werden aus der Auswertung von in‐situ Messungen hergeleitet. Der Beitrag beschreibt die Versuchstechnik, die experimentellen Ergebnisse, die Auswertungsprozedur sowie die einzelnen Schritte der Nachweisführung.Bending tests on two clays and deformability verification for a multifunctional landfill linerBending tests provide a practical alternative for the indirect determination of the limit tensile strains in clayey soils as required in the deformability check of compacted clay liners (CCL) in landfills. Two clays were examined in this regard. 3‐point and 4‐point tests as well as tests with uniform loading have been performed. The back‐calculation of the strains from the deflection is accomplished on the basis of a FEM model by considering the beam as continuum, and a comparison with conventional methods based on beam theory is carried out. The results are then applied to verify the deformability of a multifunctional sealing layer within a „landfill‐over‐landfill“ system. The strains in the landfill are also determined via the FEM. The soil mechanical input parameters are derived from the evaluation of in‐situ measurements. The paper describes the experimental techniques, the test results, the data interpretation procedure, and the individual steps of the verification.
      PubDate: 2016-08-11T04:40:24.528268-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600091
  • Experimentelle Bestimmung der Nichtlinearität von
           Spannungsgrenzbedingungen im Bereich geringer Spannungen
    • Authors: Katharina Bergholz; Ivo Herle
      Abstract: Frühere Forschungen haben gezeigt, dass es sich bei den Scherparametern φ′ und c′ der Mohr‐Coulomb'schen Bruchbedingung nicht um Materialkonstanten, sondern um zustandsabhängige Kennwerte handelt. Folglich weist die Spannungsgrenzbedingung überkonsolidierter Böden eine Nichtlinearität auf, die sich im Bereich geringer Spannungen in einer mehr oder weniger starken Krümmung der Grenzumhüllenden zum Koordinatenursprung äußert. Mit Hilfe experimenteller Untersuchungen wurde die Entwicklung der effektiven Scherparameter als Funktion des mittleren Druckniveaus sowie der Vorbelastung analysiert. Dazu wurden Bodenproben eines schluffigen Tons auf unterschiedliche Überkonsolidierungsgrade und ‐spannungen vorbelastet und im Anschluss entlang verschiedener unkonventioneller Spannungspfade abgeschert, um auch in den Bereich sehr niedriger Spannungen vorzudringen, der mit konventionellen triaxialen Kompressionsversuchen schwer zu erkunden ist. Die Versuchsreihe hat belegt, dass insbesondere die vom Boden erfahrene Höchstspannung Einfluss auf den Grad der Nichtlinearität des Bruchkriteriums hat: je höher die Vorbelastung, desto ausgeprägter die Krümmung. Das Überkonsolidierungsverhältnis wirkt sich dahingegen deutlicher auf die Steifigkeit der Bodenreaktion aus, was indirekt für eine Abhängigkeit der volumetrischen Antwort vom Spannungspfad spricht.Experimental determination of the non‐linearity of failure criteria in the low stress range.Earlier research has shown that the Mohr‐Coulomb shear parameters φ′ und c′ are no material constants but state dependent parameters. Consequently, the failure criterion of overconsolidated soils exhibits non‐linearity, particularly under low confinement stresses, in the shape of a more or less pronounced curvature of the envelope towards the origin. With the help of experimental investigations the evolution of the effective shear parameters as a function of mean stress and preconsolidation stress has been analysed. Soil samples of silty clay were preloaded to different overconsolidation ratios and stresses and sheared along unconventional stress paths in order to explore the low stress range, which is difficult to investigate by conventional triaxial compression tests. The experimental series has proven that especially the soil's maximum load influences the degree of non‐linearity of the failure criterion: the higher the preconsolidation pressure, the more intense the curvature. The overconsolidation ratio on the other hand has a stronger impact on the stiffness of the soil, indicating indirectly a link between the volumetric response and the stress path followed.
      PubDate: 2016-06-24T01:40:06.701087-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600008
  • Steinschlagschutzdämme – Bemessungsvorschlag für
           verschiedene Bautypen
    • Authors: Robert Hofmann; Michael Mölk, Laes Vollmert
      Abstract: Ergänzend zu dem in Geotechnik 35 (2012) [1] beschriebenen Bemessungskonzept für Steinschlagschutzdämme wurden 2015 umfangreiche zusätzliche Modellversuche an verschiedenen Bautypen von Steinschlagschutzdämmen durchgeführt. Ziel dieser Versuche war eine Ergänzung der Bemessungsgrundlagen vor allem in Hinblick auf Geokunststoffe mit geringeren Zugfestigkeiten bzw. Dehnsteifigkeiten. Als Ergebnis der Modellversuche ergibt sich, dass eine Unterscheidung von 5 Bautypen von Steinschlagschutzdämmen in Hinblick auf deren Bemessung sinnvoll ist. Dabei wird zwischen reinen Erddämmen (Typ I), Dämmen mit Steinschlichtung (Typ II), Geokunststoff‐bewehrte Dämme ohne erhöhte Querverteilung der Impaktlasten (Typ III), Geokunststoff‐bewehrte Dämme mit erhöhter Querverteilung (Typ IVa: 6‐7D) und mit stark erhöhter Querverteilung (Typ IVb: 8‐9D) der Impaktlasten unterschieden. Bei der geotechnischen Nachweisführung (Tragfähigkeitsnachweis bei Bemessungssituation BS 3: Steinschlag sowie für Baugrund, Eigengewicht, Bauzustände etc.) wird der EC 7 umgesetzt. Das erweiterte und ergänzte Bemessungskonzept ist in der Revision der ONR 24810:2016 beschrieben.As an amendment to the publication in Geotechnik 35 (2012) [1] which describes a new design‐concept for rock‐fall embankments in accordance to ONR 24810:2013 the article focuses on the results of additional model tests from 2015. These model tests aimed at an extension of the existing design concept to embankments with reinforcements by geotextiles with medium tensile strength and extensional stiffness. As a result of the model tests a differentiation of 5 different types of constructions is necessary to describe the design criteria sufficiently and economically. A distinction of embankments built with soil (type I), with rip‐rap (type II), reinforced constructions without enlarged lateral distribution of impact forces (type III), reinforced constructions with medium enlarged lateral distribution of impact forces (type IVa) and finally reinforced constructions with highly enlarged lateral distribution of impact forces (type IVb). The geotechnical proof is described according to Eurocode 7 taking into account the ultimate limit state (ULS) for the load case BS 3 (rock‐fall impact) but also for self weight, load bearing capacity of underground, various service loads, construction stages, etc. The amended design concept is described in ONR 24810:2016, a revision of the ONR 24810:2013
      PubDate: 2016-06-15T06:10:36.592796-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600005
  • Dynamischer Erddruck auf starre und flexible Wände mittels
           Wellenlösungen: numerische Einzelvergleiche für homogene und
           geschichtete Bodenprofile
    • Authors: Vrettos Christos; Arthur Feldbusch
      Abstract: Im Rahmen einer Parameterstudie werden mit Hilfe eines gängigen Finite‐Elemente Programms. Berechnungen des dynamischen Erddrucks, wie dieser typischerweise bei seismischen Anregungen auftritt, untersucht. Es wird die Methode der Wellenausbreitung herangezogen. Das betrachtete System besteht aus zwei Wänden, die linear elastischen Boden stützen. Für einen ausreichend großen Wandabstand kann mit diesem System das Verhalten einer Einzelwand approximiert werden. Die Wände weisen eine finite Biegesteifigkeit und eine Drehfeder am Wandfußauflager auf. Zunächst werden die Berechnungen für den Grenzfall einer verschwindend kleinen Frequenz (pseudo‐statischer Fall) durchgeführt. Es folgen Analysen des frequenzabhängigen Verhaltens bei zeit‐harmonischer Anregung der Schichtunterlage. Details zur Modellierung und zur Diskretisierung des Systems, zur Wahl der Parameter für die Dämpfung des Bodens sowie zur Aufarbeitung der Ergebnisse der Zeitbereichsberechnungen werden angegeben. Numerische Ergebnisse werden anhand von Angaben in der Literatur verifiziert. Der Einfluss der Bodenschichtung wird ebenfalls untersucht.Dynamic earth pressure on rigid and flexible walls by wave solutions: numerical intercomparisons for homogeneous and layered soil profiles In the frame of a parametric study numerical analyses of the dynamic earth pressure, as this typically occurs during seismic excitation, are carried out using a well‐established finite element code. The wave propagation approach is adopted. The system considered consists of two walls that support linear elastic soil. For a sufficiently large wall distance this system may approximate the behaviour of a single wall. The walls have a finite bending stiffness and a rotational spring at the wall base. The calculations are first performed for the limiting case of a vanishingly small frequency (pseudo‐static case). Analyses of the frequency‐dependent behaviour during time‐harmonic excitation of the base layer follow. Details are given on the system modelling, on the discretization scheme, on the proper selection of the soil damping parameters as well as on the processing of the results obtained by the time‐domain calculations. Numerical results are verified by published data. The influence of the soil layering is also investigated.
      PubDate: 2016-06-15T06:10:35.569828-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600004
  • Gegenüberstellung direkter und indirekter Versuchsmethoden zur Bestimmung
           der Zugfestigkeit bindiger Böden
    • Authors: Jens Köditz; Robert‐Balthasar Wudtke, Karl Josef Witt
      Abstract: Bei allen Arten der Rissinitiation in bindigen Böden ist deren Zugfestigkeit die wesentliche Kenngröße des Materialwiderstandes. Direkte und indirekte Methoden zur experimentellen Ermittlung der Zugfestigkeit wurden an unterschiedlich bindigen Böden vergleichend bei verschiedenen Proctor‐ Verdichtungsgraden und Wassergehalten an gesättigten und ungesättigten Proben durchgeführt. Anhand der Versuchsergebnisse werden Aussagen zu Präzision, Zuverlässigkeit und Qualität der Versuchsmethoden abgeleitet, welche Entscheidungsgrundlagen zur Festlegung der für eine spezielle Fragestellung angemessenen Versuchsmethode sind.Related to the initiation of cracks in cohesive soils, the tensile strength is the most important parameter concerning resistance. Direct and indirect methods for the experimental determination of the tensile strength of different cohesive soils were comparatively investigated and evaluated. The experiments were carried out on saturated and unsaturated specimen at various degrees of compaction and water content. Based on the results, the different experimental approaches are compared in respect to precision and reproducibility. This comparison and evaluation might be a basis to find the appropriate test method for a specific impact.
      PubDate: 2016-05-19T05:40:08.261371-05:
      DOI: 10.1002/gete.201500016
  • Bewertung der Barriereintegrität auf der Basis der effektiven Spannung
           mit dem Dilatanz‐ und Fluiddruckkriterium
    • Authors: Eric Kuate Simo; Nina Müller‐Hoeppe, Michael Breustedt , Christian Missal, Joachim Stahlmann
      Abstract: Die Barriereintegrität ist von zentraler Bedeutung für die Langzeitsicherheit von Endlagern für radioaktive Stoffe im Salinar. Die Integrität der Salzbarriere wird durch die Einhaltung des Dilatanz‐ und Fluiddruckkriteriums nachgewiesen. Während das Fluiddruckkriterium das Versagen des Gebirges aufgrund eines Lösungsdrucks beschreibt, stellt das Dilatanzkriterium das Versagen des Gebirges durch eine Scherbeanspruchung dar. Wird das Fluiddruckkriterium in den effektiven Spannungen nach Terzaghi formuliert, ist es äquivalent mit einer kleinsten effektiven Spannung von Null. Da die aufnehmbare Oktaederschubspannung beim Dilatanzkriterium nach Cristescu und Hunsche von der Oktaedernormalspannung abhängig ist, wird untersucht, welchen Einfluss das Effektivspannungskonzept nach Terzaghi auf das Dilatanzkriterium hat. Am Beispiel einer generischen Abbaureihe werden die Bereiche, in denen beide Kriterien verletzt sind, für die ursprüngliche Formulierung und für die Formulierung unter Berücksichtigung der effektiven Spannungen verglichen. Die numerischen Berechnungen erfassen einen Zeitraum von 80 Jahren nach der Auffahrung bis 1000 Jahre nach Verfüllung der Abbaue.Evaluation of the Barrier Integrity Based on Effective Stresses Using the Dilatancy and Fluid Pressure Criterion:For the long‐term safety of repositories for radioactive waste in rock salt the integrity of the rock salt barrier is of major importance. Barrier integrity is considered to be demonstrated when the dilatancy and the fluid pressure criterion are met. While the fluid pressure criterion describes hydraulic failure due to fluid pressure the dilatancy criterion describes the failure due to shear stress. If the fluid pressure criterion is given in terms of effective stress according to Terzaghi, it is equivalent to an effective minimum stress component of zero. When using the dilatancy criterion according to Cristescu and Hunsche, the octahedral shear stress bearing capacity depends on the isotropic stress. It is investigated what happens if the concept of effective stresses according to Terzaghi is applied to the dilatancy criterion. Based on a series of generic cavities, the regions where both criteria are exceeded are compared using both the original formulation as well as the version that takes into account the concept of effective stresses. The numerical simulations comprise a time period between 80 years after cavities' excavation and 1000 years after the cavities have been backfilled.
      PubDate: 2016-04-13T05:10:21.693537-05:
      DOI: 10.1002/gete.201500029
  • Bettungsmodul für Trägerbohlwände in mitteldichtem Sand aus an einem
           Großversuch validierten FEM‐Berechnungen
    • Authors: Stefan Jung; Christos Vrettos
      Abstract: In der Baugrubenstatik für Trägerbohlwände können die haltenden Kräfte vor dem im Baugrund einbindenden Teil des Trägers mit Hilfe eines Bettungsmoduls berücksichtigt werden. Ein realitätsnaher Ansatz hierfür muss in der Lage sein, die Abhängigkeit der tatsächlich mobilisierten Erdwiderstandsspannungen von den Verschiebungen und der Wandgeometrie wiederzugeben. Dies war das Ziel der hier vorgestellten Parameterstudie. Die Berechnungen wurden anhand eines 3D Modells nach der Finiten‐Elemente‐Methode (FEM) unter Verwendung eines nichtlinearen, elasto‐plastischen Stoffgesetzes für einen typischen mitteldichten Sand, welches anhand bodenmechanischer Laborversuche kalibriert wurde, durchgeführt. Das numerische Modell wurde an Messergebnissen eines instrumentierten Großversuches validiert. Die maßgebenden Einflussfaktoren auf Größe und Verlauf des Bettungsmoduls wurden an repräsentativen Wandsystemen untersucht. Die Ergebnisse belegen den starken Einfluss der Verschiebung, der Tiefenlage und der Druckflächenbreite. Aus den Parameterstudien wurde ein iterativer, nichtlinearer Berechnungsansatz für den Bettungsmodul hergeleitet.Subgrade reaction modulus for soldier pile walls in medium‐dense sand from FEM calculations validated on a large‐scale testIn the structural analysis of soldier pile walls, the resisting forces in the soil in front of the embedded pile can be modelled my means of a modulus of subgrade reaction. An adequate approach to this must be able to reproduce the dependency of the actually mobilized earth resistance stresses on the displacements and on the wall geometry. This was the aim of the parametric study presented herein. The calculations were carried out using a 3D model based on the finite element method (FEM) by adopting a nonlinear, elasto‐plastic constitutive law for a typical sand of medium density that has been calibrated from laboratory soil tests. The numerical model has been validated on data obtained from an instrumented large‐scale field test. The factors affecting the magnitude and the distribution of the subgrade reaction modulus were investigated on representative wall systems. The results show the strong influence of the displacement, the depth coordinate, and the width of the beam. The numerical results of the parametric study were subsequently used to derive an iterative, nonlinear relationship for the horizontal subgrade reaction modulus.
      PubDate: 2016-03-31T05:20:14.191721-05:
      DOI: 10.1002/gete.201500026
  • Zum Einfluss von Schwellbelastungen auf das Tragverhalten von
           Stahlbetonfertigrammpfählen für Windenergieanlagen an Land
    • Authors: Astrid Carstensen; Evelyn Heins, Lars Vavrina, Ulrich Plohmann, Peter Wardinghus, Jürgen Grabe
      Abstract: Aufgrund der Energiewende werden zahlreiche Windenergieanlagen errichtet. Eine onshore Ausführungsvariante sind Tiefgründungen auf Stahlbetonfertigrammpfählen. Die Tragfähigkeitsermittlung dieser Pfähle kann in Deutschland beispielsweise auf der Grundlage von in der Normung aufgeführten Erfahrungswerten oder auf firmeneigenen Spezifikationen der Anlagenhersteller erfolgen. Zyklische Belastungen solcher Gründungen sind ab einer Größenordnung von 20 % des statischen charakteristischen Pfahlwiderstandes bei der Tragfähigkeitsermittlung zu berücksichtigen. Für Stahlbetonfertigrammpfähle sind die Auswirkungen von zyklischen Belastungen auf das Tragverhalten aufgrund fehlender Erfahrungen noch nicht abschließend untersucht. Um das Tragverhalten von Stahlbetonfertigrammpfählen unter zyklischer Last zu untersuchen, wurden Feldversuche in bindigen und nicht bindigen Böden ausgeführt, bei denen die Pfähle sowohl statisch als auch zyklisch unter Ansatz von unterschiedlichen Lastspannen belastet wurden. Diese Feldversuche werden in diesem Beitrag vorgestellt und deren Ergebnisse mit gängigen Verfahren aus der Normung nachgerechnet. Somit wird die Eignung dieser Verfahren zur Beschreibung des Tragverhaltens von Stahlbetonfertigrammpfählen unter statischer und zyklischer Belastung überprüft.About the influence of swell loading on the bearing behaviour of precast concrete piles for onshore wind energy plants: Due to the energy transition several wind energy plants are built. Precast impact driven concrete piles represent one option to realise foundation piles onshore. In Germany, the bearing capacity of these piles can be estimated using empirical values taken from current standards or using in‐house specifications of plant producers. Cyclic loading of such foundations exceeding 20 % of the static characteristic pile bearing capacity have to be considered when estimating the pile bearing capacity. However, the consequences of cyclic loading for the bearing behaviour of precast impact driven concrete piles are not fully understood yet. Therefore, field tests in cohesive and non cohesive soils considering static and cyclic loading considering different load amplitudes have been conducted and are presented within this paper. Using prevalent methods stated in current standards to estimate the bearing capacity of piles under static and cyclic loading are applied to recalculate the results of the field tests. Thereby, the suitability of these methods for estimation of the bearing behaviour of precast impact driven concrete piles under static and cyclic loading is reviewed.
      PubDate: 2016-03-24T06:40:10.783475-05:
      DOI: 10.1002/gete.201500030
  • Das Wasserableitvermögen in den Querstößen von
    • Authors: Werner Müller; Andreas Wöhlecke
      Abstract: Bei den von der Bundesanstalt für Materialforschung und ‐prüfung (BAM) zugelassenen Kunststoff‐Dränelementen sind drei verschiedene Varianten von überlappenden Querstößen nach den Einbauanleitungen zulässig. Das Wasserableitvermögen innerhalb dieser Querstöße wurde vom SKZ ‐ Das Kunststoffzentrum und von der KIWA Deutschland GmbH in Abstimmung mit der BAM gemessen. Dabei zeigte sich bei den gewählten Prüfbedingungen (einem hydraulischer Gradienten i = 1, Auflasten von 20 und 50 kPa sowie den Bettungen hart/weich und weich/weich) praktisch keine Verringerung gegenüber dem Wasserableitvermögen im Kunststoff‐Dränelement selbst. Eine solche war insbesondere dann nicht zu beobachten, wenn die Dränkerne im Überlappungsbereich direkt aufeinander gelegt wurden (Variante A). Werden die Kunststoff‐Dränelemente als Ganzes entweder “dachschindelartig” hinsichtlich der Strömungsrichtung (Variante B) oder in einer gerade umgekehrten Anordnung (Variante C) übereinander gelegt, so genügt dabei eine Überlappungslänge von 20 cm, damit ausreichend Wasser durch die zwischen den Dränkernen liegende Trennschicht aus Filter‐ und Trägergeotextil strömt. Der bisher in der GDA‐ Empfehlung E2‐20 für die Bemessung angesetzte Abminderungsfaktor von 1,2 für Querstöße kann daher für die hier untersuchten, zugelassenen Produkte bei einer genügend großen Überlappung entfallen. Entsprechende Hinweise werden zukünftig in den Zulassungsscheinen gegeben.Water flow capacity in transversal joints of geocomposite drains. Three variants of overlapping transversal joints of geocomposite drains may be realized according to the construction guidelines for the geocomposite drains, which have been certified by the Federal Institute of Materials Research and Testing (BAM) for landfill capping systems. Water flow capacity within these different joints was measured by the SKZ‐ German Plastic Center und the KIWA Deutschland GmbH in accordance with BAM. For the given test conditions (hydraulic gradient equal to 1, 20 and 50 kPa loading pressure as well as bedding soft/rigid and soft/soft) actually no reduction of water flow capacity within the joints compared to the water flow capacity of the geocomposite drain itself was found. This especially applied to variant A, where the drain cores themselves were overlapped in the area of the joint. If the whole geocomposite drains were overlapped, either in a roofing shingle arrangement with respect to flow direction (variant B) or a reversed roofing shingle arrangement (variant C) a length of the overlapping area of 20 cm was sufficient to have a large enough water flow through the layer of carrier‐ and filter‐geotextile between the two drain cores. The factor of reduction of 1.2, which is recommended by the German Geotechnical Society (DGGT, GDA‐recommendation E2‐20) for the design and use of geocomposite drains in landfill cappings because of the possible effects of joints may therefore be neglected for transversal joints of sufficient overlapping length. Respective advice will be given in the certification documents of the products.
      PubDate: 2016-03-03T05:15:58.252872-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600001
  • Trogbaugruben ‐ Anforderungen an die Dichtigkeit
    • Authors: Arne Kindler
      Abstract: Entsprechend der gesetzlichen Vorgaben nach dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG) zum Schutz des Grundwassers hat die Bundesrepublik Deutschland festgeschrieben, dass das Grundwasser flächendeckend vor jeglicher Verunreinigung und anderen nachteiligen Veränderungen seiner Eigenschaften zu schützen ist.Aus diesem Grund dürfen bei Baumaßnahmen im Grundwasser keine Materialien eingesetzt werden, welche eine nachteilige Veränderung desselben verursachen können. Darüber hinaus ist bei Baumaßnahmen im Grundwasser sicherzustellen, dass es durch die Eingriffe zu keinen nachteiligen Veränderungen von angrenzenden Bauwerken oder der Vegetation kommt.In diesem Zusammenhang ist die Wasserrechtlichen Erlaubnis (WE) der einzelnen Landesbehörden zu sehen, in welcher unter anderem maximale Restwasserraten bei geplanten Trogbaugruben vorgeschrieben bzw. bestätigt werden. In Berlin resultiert die Vorgabe vonqR = 1,5 l/s je 1000 m2 benetzter Flächeaus 3D‐Grundwassersimulationen der 90‐iger Jahre für verschiedene Bauszenarien rund um den Potsdamer Platz und dem Stadtpark Großer Tiergarten in Berlin‐Mitte für die seinerzeit geplanten Bauvorhaben. Die damals ermittelte zulässige Restwasserrate galt als Maximalwert zur Vermeidung von Umweltauswirkungen auf den Großen Tiergarten. Das heißt, bei Berücksichtigung aller möglichen gleichzeitig auszuführenden Bauvorhaben der 90‐Jahre konnte bei der o.g. Restwasserrate davon ausgegangen werden, dass der Große Tiergarten als Gartendenkmal nicht trocken fällt.Über diese maximale Restwasserrate “entbrennen” immer wieder Diskussionen zwischen Planern, Bauwirtschaft und Umweltbehörden, ob dieses “Ziel” auch heute unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten noch erstrebenswert erscheint oder ob ein Umdenken hinsichtlich dieser restriktiven Vorgabe nicht sinnvoll wäre.In einem ersten Schritt werden kurz die technischen Qualitätssicherungsmaßnahmen der Firma Stump Spezialtiefbau GmbH beschrieben, unter welchen die Randbedingungen die vorzustellenden Ergebnisse erzielt wurden. In einem weiteren Schritt werden die Ergebnisse bisherigen maßgebenden Veröffentlichungen gegenübergestellt um einige Auswertungen erweitert und diskutiert. Abschließend wird ein Statement zur Ermittlung einer angemessen Restwasserrate unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten gegeben.Trough pits ‐ requirements regarding their impermeabilityIn accordance with the legal requirements under the Clean Water Act (CWA) for the protection of groundwater, the Federal Republic of Germany defined that groundwater is to be protected from any contamination and other adverse changes in its properties. Thus, no materials are allowed to be used at construction sites affecting the groundwater, which may cause harm to the groundwater. Furthermore, at construction sites influencing the groundwater no negative influence on adjacent buildings or vegetation is allowed.In this context, the “Wasserrechtliche Erlaubnis” (WE) given by the individual national authorities has to be taken into account, which regulates the maximum residual water rates at planned trough pits.In Berlin, the specification of a maximum qR = 1.5 l / s per 1,000 m2 of wetted surface results from 3D groundwater simulations carried out in the 90s of the last century for various building scenarios around the Potsdamer Platz and the city park Großer Tiergarten. The former determined permissible residual water rate was considered a maximum value in order to avoid environmental impacts to the Tiergarten. Therefore, under consideration of all construction work simultaneously executed in the 90s it was concluded that the Großer Tiergarten does not fall dry.Regarding this maximum residual water rate discussions between designers, construction industry and environmental authorities break out repeatedly. It is controversially discussed, whether this target remains desirable with respect to economic aspects.In a first step, the technical quality assurances of the company Stump Spezialtiefbau GmbH that are the basis of the described results in this paper are described. In a further step, the results in this paper are compared to results found in recent relevant publications. Further interpretation of the results is done and the results are discussed in detail.Finally, a statement in order to determine a reasonable rate of residual water is determined that also takes into account economic aspects.
      PubDate: 2016-03-02T08:10:16.953909-05:
      DOI: 10.1002/gete.201500034
  • Analytisch formulierte Näherungslösungen zur Grundwasserströmung bei
           einer Restwasserhaltung
    • Authors: Eugen Perau; Nils Meteling
      Abstract: Bei der Erstellung von Baugruben im Grundwasser ist es sinnvoll, die Verbauwände in eine schwächer durchlässige Bodenschicht einzubinden und eine Restwasserhaltung zu betreiben. Da bei einer solchen Konstruktion die Verbauwände unterströmt werden, entsteht ein Strömungsfeld, das für verschiedene Berechnungen und Standsicherheitsnachweise ermittelt werden muss. So müssen zum Beispiel hydraulische Gradienten, Filtergeschwindigkeiten sowie Potenziale und Porenwasserdrücke bestimmt werden. Diese werden zur Ermittlung der Wandbelastung aus Erd‐ und Wasserdruck, bei den Nachweisen gegen hydraulischen Grundbruch, gegen innere Erosion, gegen Versagen des Erdwiderlagers sowie zur Bestimmung des Grundwasserzuflusses verwendet.Mit der Finite‐Elemente‐Methode (FEM) wird für derartige Strömungsprobleme eine systematische Parameterstudie durchgeführt, auf deren Basis analytische Näherungslösungen unter Einbeziehung theoretischer Grenzfälle formuliert werden. Eine Optimierung der durchgeführten Parameterstudie sowohl für den ebenen als auch für den rotationssymmetrischen Strömungszustand mit isotropem und anisotropem Baugrund ist möglich, indem das Strömungsproblem zunächst als parametrisiertes Randwertproblem definiert wird. Eine Auswertung der mathematischen Eigenschaften des Randwertproblems sowie der Dimensionsanalyse ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Anzahl der Parameter.Analytical approximate solution for ground water flow at a residual water drainage systemIf excavations are conducted which go below the groundwater table, it makes sense to embed the pit wall in a less permeable soil stratum and to operate a residual water drainage system.With such a construction water flows under the pit walls and so a flow field arises which has to be determined for various calculations and stability verifications. For instance, hydraulic gradients, discharge velocities as well as potential heads and pore‐water pressures have to be calculated. These values are needed to determine the earth and water pressure distribution. They can also be used for verifications in relation to hydraulic failure, internal erosion and failure of the earth support, and also for the calculation of groundwater influx.Using the Finite Element Method (FEM) a systematic parameter study is conducted as the basis for formulating analytical approximation solutions, including theoretical boundary cases. It is possible to optimize the parametric study for both plane and axis‐symmetrical states with isotropic and anisotropic subsoil and to do this by defining the hydraulic problem as a parameterized boundary value problem. By evaluating the mathematical characteristics of the boundary value problem and conducting a dimensional analysis it is possible to reduce the number of parameters considerably.
      PubDate: 2016-03-02T08:10:15.958856-05:
      DOI: 10.1002/gete.201500032
  • Tonstein als Wirtsgestein: Ein geomechanischer Beitrag über
    • Authors: Christof Lempp; Flora Menezes, Simon Sachwitz
      Abstract: Der Opalinuston ist ein prominenter Vertreter der Organik‐haltigen Tonsteine oder Schiefertone, die in der Schichtenfolge aus Trias und Jura regional ein mehrere 10er Meter mächtiges, relativ homogenes Schichtpaket bildet. In Abhängigkeit vom Verfestigungsgrad der Pelitgesteine variieren die geomechanischen Parameter Scherfestigkeit, Zugfestigkeit und Durchlässigkeit, die bei einer zu diskutierenden Nutzung als Wirtsgestein für die Lagerung radioaktiver Abfälle auch bautechnische Bedeutung erlangen.Ein Tunnelvortrieb im Opalinuston bot die eher seltene Gelegenheit, Proben aus unverwittert frischen Schiefertonen in größerem Umfang als bei üblichen Bohrungen zu gewinnen. Es werden geomechanische Laborversuche, insbesondere mehrstufige, triaxiale Kompressionsversuche und hydraulic‐fracturing‐Versuche an definiert räumlich eingespannten Quaderproben ausgewertet, um Scherfestigkeit, hydraulische Zugfestigkeit sowie Durchlässigkeits‐ bzw. Abdichtungseigenschaften des Opalinustons zu charakterisieren.Einführend wird in diesem Kontext die Bedeutung des Sättigungszustandes und dessen Veränderlichkeit diskutiert.Die ermittelten geomechanischen Parameter werden verglichen mit vormals höher und mit ähnlich beanspruchten, äußerlich gleich erscheinenden Pelitgesteinen aus Japan und aus der Schweiz.
      PubDate: 2016-01-14T02:41:44.810632-05:
      DOI: 10.1002/gete.201500025
  • Vergabeverfahren mal anders – oder “Novel Bidding”
    • Authors: Hansgeorg Balthaus
      Pages: 223 - 223
      PubDate: 2016-12-01T05:03:22.58257-05:0
      DOI: 10.1002/gete.201690049
  • Was macht einen guten Ingenieur aus?
    • Authors: Wolfgang Sondermann
      Pages: 224 - 224
      PubDate: 2016-12-01T05:03:23.684577-05:
      DOI: 10.1002/gete.201690039
  • DGGT-Mitteilungen: geotechnik 4/2016
    • Pages: 285 - 290
      PubDate: 2016-12-01T05:03:20.642667-05:
      DOI: 10.1002/gete.201690040
  • Persönliches: geotechnik 4/2016
    • Pages: 290 - 292
      PubDate: 2016-12-01T05:03:20.905432-05:
      DOI: 10.1002/gete.201690041
  • Tagungsberichte: geotechnik 4/2016
    • Pages: 292 - 293
      PubDate: 2016-12-01T05:03:20.473668-05:
      DOI: 10.1002/gete.201690042
  • CBTR-Nachrichten: geotechnik 4/2016
    • Pages: 293 - 296
      PubDate: 2016-12-01T05:03:22.660384-05:
      DOI: 10.1002/gete.201690043
  • aktuell: geotechnik 4/2016
    • Pages: 296 - 297
      PubDate: 2016-12-01T05:03:21.025119-05:
      DOI: 10.1002/gete.201690044
  • Zuschrift zum Beitrag “Verbesserung der Nutzerfreundlichkeit des
           Euro-codes 7, Geotechnische Bemessung. Stand der Bearbeitung durch die
           Initiative PraxisRegelnBau e.V. (PRB)” von Bernd Schuppener et al.
           (geotechnik 4/2014)
    • Pages: 297 - 297
      PubDate: 2016-12-01T05:03:23.75117-05:0
      DOI: 10.1002/gete.201690045
  • Reviewer: geotechnik 4/2016
    • Pages: 297 - 297
      PubDate: 2016-12-01T05:03:22.931191-05:
      DOI: 10.1002/gete.201690048
  • Termine: geotechnik 4/2016
    • Pages: 297 - 298
      PubDate: 2016-12-01T05:03:22.845749-05:
      DOI: 10.1002/gete.201690050
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