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Journal Cover Geotechnik
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   Hybrid Journal Hybrid journal (It can contain Open Access articles)
   ISSN (Online) 2190-6653
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  • Bindemittelbasierte Bodenstabilisierung in der Geotechnik
    • Authors: Jörg Dietrich; Christian Hotz
      Abstract: Bodenstabilisierungen mit Bindemitteln ermöglichen es, Böden mit geringen Festigkeits- bzw. Tragfähigkeitseigenschaften so zu konditionieren, dass bei einer Weiterverwendung die projektseitigen Anforderungen erfüllt werden können. Ziel von Bodenstabilisierungen in der Geotechnik ist in erster Linie die Erhöhung der Festigkeit anstehender bzw. zur Verfügung stehender Böden. Daher werden in diesen Anwendungsfällen überwiegend Zemente oder zementreiche Bindemittel eingesetzt. Im vorliegenden Artikel werden die Laboruntersuchungen erläutert, die durchgeführt werden können, um sowohl die optimale Bindemittelsorte als auch die zur Erfüllung der Projektanforderungen notwendige Bindemitteldosierung zu bestimmen. Neben den Standardversuchen wird ein Schnelltest vorgestellt, der eine qualitative Abschätzung des Erhärtungspotentials eines untersuchten Boden-Bindemittel-Gemisches ermöglicht. Auf Basis der Testergebnisse kann zudem mit Hilfe eines neu entwickelten datenbankgestützten Prognosetools die Festigkeitsentwicklung dieses Gemisches auch quantitativ prognostiziert werden. Abschließend wird ein exemplarischer Ansatz zur Ermittlung von erdstatischen Bemessungskennwerten aus Laboruntersuchungen an unterschiedlichen Boden-Bindemittel-Gemischen vorgestellt. Hierfür wurden die Ergebnisse von ca. 190 Druckfestigkeitsuntersuchungen verwendet.Soil stabilization with binders in geotechnical engineering – laboratory testing procedures and derivation of design parametersSoil stabilizations with binders are carried out to improve strength and load bearing capacity of soft soils in order to reuse these soils and to meet the project requirements. The main target of geotechnical soil stabilization is the increase in the strength properties of the native soil. Therefore, mostly cements and binders rich in cement are used for these applications. In this article the laboratory tests are explained, which can be used in order to determine the optimum type of binder and the minimum binder dosage that is needed to fulfill the project requirements. In addition to the standard test methods, a rapid test method is introduced, which enables a qualitative evaluation of the hardening potential of a given soil-binder-mixture. Based on the test results under support of a newly developed database forecast tool it is also possible to predict the strength development of the soil-binder-mixture quantitatively. Finally an exemplary proposal for the derivation of design parameters of soil-binder-mixtures is introduced. For this approach a database of nearly 190 compressive strength test results of various soil-binder-mixtures has been used.
      PubDate: 2017-04-19T03:42:23.157323-05:
      DOI: 10.1002/gete.201700004
  • Titelbild: Geotechnik 1/2017
    • Abstract: Die zunehmende Größe von Onshore-Windenergieanlagen führt dazu, dass die Gründung der Anlagen als Tiefgründung auf Pfählen ausgeführt wird. Eine Ausführungsvariante verwendet Stahlbetonfertigrammpfähle, die häufig als kreisförmige Fundamente mit mehreren Pfählen ausgeführt wird. Zur Bewertung des Einflusses der zyklisch axialen Belastung auf Stahlbetonfertigrammpfähle wurden Pfahlprobebelastungen mit unterschiedlichen Lastspannen in bindigen und nichtbindigen Böden durchgeführt. Die statischen und zyklischen Pfahlprobebelastungen werden vorgestellt, die Ergebnisse präsentiert und anschließend mit derzeit verwendeten Verfahren verglichen (Beitrag ab Seite 15, Foto: Aarsleff Grundbau GmbH).
      PubDate: 2017-03-15T10:37:11.236264-05:
      DOI: 10.1002/gete.201770101
  • Inhalt: Geotechnik 1/2017
    • PubDate: 2017-03-15T10:37:09.833385-05:
      DOI: 10.1002/gete.201770102
  • Themen Heft 2/2017
    • PubDate: 2017-03-15T10:37:09.334893-05:
      DOI: 10.1002/gete.201770109
  • Jahresinhaltsverzeichnis geotechnik 2016
    • PubDate: 2017-03-15T10:37:08.853268-05:
      DOI: 10.1002/gete.201770110
  • Aspects concerning the shear strength of rockfill material in rockfill dam
    • Authors: Ronald Haselsteiner; Resul Pamuk, Burcu Ersoy
      Abstract: The stress-dependent shear strength behaviour of rockfill is frequently estimated by simple shear strength parameter. A linear shear relation between vertical and shear stresses is almost always applied. However, the actual shear strength behaviour of rockfill differs from this theoretical line. A curve is formed which indicates 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. Reliable large-scale shear tests are not usually available and a realistic non-linear shear strength function has to be estimated using analytical approaches. Only rarely are case studies available for rockfill dams under dynamic loads induced by earthquakes. However, it is assumed that typical rockfill materials will resist dynamic loads.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.
      PubDate: 2017-03-15T10:15:59.037643-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600099
  • Hydroschall- und Erschütterungsabstrahlung von
           Offshore-Monopfahlgründungen im Impulsrammverfahren
    • Authors: Benedikt Bruns; Philipp Stein, Jörg Gattermann, Joachim Stahlmann
      Abstract: Bei den Installationsarbeiten der Gründungspfähle des Offshore-Windparks (OWP) Amrumbank West kam zur Rammschallminderung neben dem einfachen und doppelten Großen Blasenschleier das neu entwickelte Schallminderungssystem Hydro Sound Damper (HSD) zum Einsatz. Zur Untersuchung der Schallwellenausbreitung und der Wirksamkeit verschiedener Schallminderungssysteme wurden durch das Institut für Grundbau und Bodenmechanik der Technischen Universität Braunschweig (IGB-TUBS) umfangreiche Offshore-Messkampagnen durchgeführt. Eine dichte Matrix aus Hydrophonen in verschiedenen Wassertiefen und einer Reihe von Geophonen auf dem Meeresboden in Entfernungen zwischen 25 m und 1.500 m vom Pfahl wurde während der Rammarbeiten mit verschiedenen Kombinationen von Schallminderungssystemen eingesetzt. Zudem wurde der Pfahl selbst mit Dehnungs- und Beschleunigungssensoren instrumentiert. Aufbauend auf diesen Messungen wird die Wellenausbreitung im System Pfahl, Wasser und Boden untersucht, sowie die Wirkung der Schallminderungssysteme in verschiedenen Abständen zum Pfahl und über den bei Rammarbeiten maßgeblichen Frequenzbereich bestimmt. Die Wirksamkeit der eingesetzten Schallminderungssysteme in verschiedenen Frequenzbereichen konnte bestimmt werden. Aus der gemeinsamen Betrachtung von Hydroschallmessungen mit Messungen am Pfahl bzw. am Boden konnte die Schallabstrahlung des Pfahls und des Bodens in das Wasser gezeigt werden.Wave propagation of hydro sound and soil vibrations during the installation of offshore monopile foundationsDuring the installation of pile foundations for the offshore wind farm Amrumbank West, the new noise mitigation system Hydro Sound Damper (HSD) was used besides the single and double big bubble curtain. To determine the wave propagation and the efficiency of the different noise mitigation methods the Institute of Foundation Engineering and Soil Mechanics of Technische Universität Braunschweig (IGB-TUBS) carried out extensive measuring campaigns. During these campaigns a dense matrix of hydrophones in different water depths and also geophones on the sea bed in distances between 25 m and 1500 m from the pile was installed to determine the effects of the different combinations of noise mitigation systems. Additionally the pile itself was instrumented with sensors. Based on these measurements the wave propagation in pile, water and soil is investigated and the efficiency of the noise mitigation measures in different distances to the pile and over the most important frequency range is determined.
      PubDate: 2017-03-08T08:25:25.041191-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600010
  • Zur Beurteilung der Standsicherheit von Böschungen mit
           unterschiedlichen Verfahren
    • Authors: Helmut F. Schweiger; F. Tschuchnigg
      Abstract: Zur Beurteilung der Standsicherheit und damit von Sicherheitsfaktoren von Böschungen, Hängen und Dämmen werden in der Praxis vorwiegend Grenzgleichgewichtsbetrachtungen, meist mittels Lamellenverfahren, eingesetzt. Neuere Untersuchungen zeigen jedoch, dass diese Verfahren in manchen Fällen Ergebnisse liefern, die deutlich auf der unsicheren Seite liegen können. Als Alternative bieten sich numerische Verfahren wie die Finite Elemente Methode an, wobei zwei unterschiedliche Formulierungen zu Einsatz kommen können. Zum Ersten Formulierungen, die auf Verschiebungsansätzen beruhen, zum zweiten Formulierungen, die die Schrankentheoreme der Plastizitätstheorie als Grundlage haben. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass diese numerische Verfahren den Lamellenverfahren hinsichtlich Aussagekraft generell überlegen sind, wenn auch ein etwas höherer Berechnungsaufwand in Kauf zu nehmen ist.On slope stability analysis with different methodsLimit equilibrium methods such as the methods of slices are still widely used in practice to assess the stability and factors of safety of slopes and embankments. However, recent research shows that these methods may produce results significantly on the unsafe side. Alternatively numerical methods such as the finite element method can be applied, whereas two different formulations are possible. Firstly conventional displacement based finite element methods and secondly finite element limit analysis which are based on limit theorems of plasticity theory. It will be shown in this paper that numerical methods are to be preferred over limit equilibrium methods, even when a slightly higher computational effort has to be considered.
      PubDate: 2017-03-08T04:30:48.786413-05:
      DOI: 10.1002/gete.201700001
  • Vergleichsstudie zur Kompressibilität und zu den Scherparametern von Ton
           aus Ödometer- und Rahmenscherversuchen
    • Authors: Erik Schwiteilo; Ivo Herle
      Abstract: Es werden Ergebnisse von in unterschiedlichen Laboren durchgeführten Ödometer und Rahmenscherversuchen verglichen und analysiert. Um ein möglichst homogenes Material zu erhalten, wurden die Proben aus einem tonigen Boden aufbereitet und vorkonsolidiert. Die Handhabung des Probenmaterials und die Durchführung der Versuche wurde jedem teilnehmenden Labor in einer detaillierten Beschreibung der einzelnen Versuchsschritte mitgeteilt. Die aus den Laborergebnissen hergeleiteten Bodenkennwerte streuen in einem relativ breiten Bereich. Die Analyse der Ergebnisse hat gezeigt, dass ein großer Teil der Streuung auf die Versuchsbedingungen zurückzuführen ist.Results of oedometer and direct shear tests, which were performed in several laboratories, are compared and analysed. In order to obtain homogeneous and reproducible samples, a clayey soil was remolded and pre-consolidated. The handling of the soil specimens and detailed testing procedures were described and communicated to each participating laboratory. The evaluated soil properties scatter in a relatively wide range. The analysis of the results shows that a large part of the scatter originates from the testing conditions.
      PubDate: 2017-02-24T04:50:21.320579-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600015
  • Zum Nachweis der Standsicherheit in der tiefen Gleitfuge
    • Authors: Wolfgang Fellin
      Abstract: Der Nachweis der Standsicherheit in der tiefen Gleitfuge ist einer der Standardnachweise für eine verankerte Baugrubenwand. Nach einigem hin und her ist man derzeit wieder bei einer Sicherheitsdefinition angelangt, die der ursprünglichen Idee von Kranz entspricht. In diesem Beitrag wird gezeigt, warum dieser Nachweis an einigen Stellen mechanisch diskussionswürdig ist. Deshalb wird angeregt, einen direkten Nachweis über die Beanspruchung und den Widerstand in der Gleitfuge zu führen, welcher konform mit den anderen geotechnischen Nachweisen des Nachweisverfahrens 2 des Eurocodes ist. Für ein Berechnungsbeispiel ergeben sich mit dem hier vorgeschlagenen Nachweis ähnliche Ankerlängen wie bei einem Nachweis nach Kranz.
      PubDate: 2017-02-24T04:00:26.292659-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600023
  • Normenschleier
    • Authors: Christos Vrettos
      Pages: 1 - 1
      PubDate: 2017-03-15T10:37:12.176391-05:
      DOI: 10.1002/gete.201770103
  • Analytisch formulierte Näherungslösungen zur Grundwasserströmung bei
           einer Restwasserhaltung
    • Authors: Eugen Perau; Nils Meteling
      Pages: 2 - 14
      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 z. B. 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 Dimen sionsanalyse ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Anzahl der Parameter.Analytical approximate solution for ground water flow at a residual water drainage system.If 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: 2017-03-15T10:37:11.713487-05:
      DOI: 10.1002/gete.201500032
  • 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
      Pages: 15 - 34
      Abstract: Aufgrund der Energiewende werden zahlreiche Windenergieanlagen errichtet. Eine Onshore-Ausführungsvariante sind Tiefgründungen auf Stahlbetonfertigrammpfählen. Die Tragfähigkeitsermittlung dieser Pfähle kann in Deutschland bspw. 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 Pfahlwiderstands 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 nichtbindigen 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 one-way loading on the bearing be haviour 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 with 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: 2017-03-15T10:37:10.620482-05:
      DOI: 10.1002/gete.201500030
  • Steinschlagschutzdämme – Bemessungsvorschlag für
           verschiedene Bautypen
    • Authors: Robert Hofmann; Michael Mölk, Lars Vollmert
      Pages: 35 - 53
      Abstract: Ergänzend zu dem in [1] beschriebenen Bemessungskonzept für Steinschlagschutzdämme wurden in 2015 umfangreiche zusätz liche Modellversuche an verschiedenen Bautypen von Steinschlagschutzdämmen durchgeführt. Ziel dieser Versuche war eine Ergänzung der Bemessungsgrundlagen vor allem im Hinblick auf Geokunststoffe mit geringeren Zugfestigkeiten bzw. Dehnsteifigkeiten. Als Ergebnis der Modellversuche ergibt sich, dass eine Unterscheidung von fünf Bautypen von Steinschlagschutzdämmen im Hinblick auf deren Bemessung sinnvoll ist. Dabei wird zwischen reinen Erddämmen (Typ I), Dämmen mit Steinschlichtung (Typ II), geokunststoffbewehrte Dämme ohne erhöhte Querverteilung der Impaktlasten (Typ III), geokunststoffbewehrte 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 usw.) wird der EC 7 umgesetzt. Das erweiterte und ergänzte Bemessungskonzept ist in der Revision der ONR 24810:2016 beschrieben.Rockfall protection dams – design concept for different construction types.As an amendment to the publication in [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 fife 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: 2017-03-15T10:37:10.077904-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600005
  • Das Wasserableitvermögen in den Querstößen von
    • Authors: Werner Müller; Andreas Wöhlecke
      Pages: 54 - 59
      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 aufeinandergelegt wurden (Variante A). Werden die Kunststoff-Dränelemente als Ganzes entweder dachschindelartig hinsichtlich der Strömungsrichtung (Variante B) oder in einer gerade umgekehrten Anordnung (Variante C) übereinandergelegt, 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: 2017-03-15T10:37:09.003739-05:
      DOI: 10.1002/gete.201600001
  • Undrained shear strength and water content distribution of remoulded clay
    • Authors: Xiu S. Shi; Ivo Herle
      Pages: 60 - 63
      Abstract: This study proposes a simple model for predicting the undrained shear strength and water content distribution of remoulded clay mixtures with non-swelling clay minerals. The model is based on simplifying the structure of a clay mixture in which the elements of the constituents are randomly distributed in a representative elementary volume. By defining a water content ratio (the ratio of water contents between constituents), the undrained shear strength of each constituent is estimated separately and then combined with corresponding volume fractions. Comparisons between the experimental data and predictions indicate that the proposed model can represent well the undrained shear strength of the clay mixtures.Undrainierte Scherfestigkeit und Wassergehaltsverteilung von aufbereiteten Tonmischungen.In diesem Artikel wird ein einfaches Modell zur Vorhersage der undrainierten Scherfestigkeit und der Verteilung des Wassergehaltes in Tongemischen mit quellfesten Tonmineralien vorgeschlagen. Die Grundlage des Modells bildet eine Vereinfachung der Struktur des Gemisches. Hierfür werden die Ausgangsböden zufällig in einem repräsentativen Elementvolumen verteilt und als eine homogene Mischung betrachtet. Aus dem Verhältnis der Wassergehalte der Bestandteile untereinander können die undrainierten Scherfestigkeiten separat für die einzelnen Bestandteile berechnet werden. Durch Berücksichtigung der Volumenanteile können kann die Gesamtscherfestigkeit der Mischung bestimmt werden. Vergleiche zwischen experimentellen Daten und dem Modell zeigen, dass das vorgeschlagene Modell die undrainierte Scherfestigkeit von Tongemischen gut wiedergeben kann.
      PubDate: 2017-03-15T10:37:09.888886-05:
      DOI: 10.1002/gete.201500031
  • Informationen und Empfehlungen des Arbeitskreises 1.6 „Numerik in
           der Geotechnik”
    • Authors: Peter-Andreas Wolffersdorff
      Pages: 64 - 73
      PubDate: 2017-03-15T10:37:09.523333-05:
      DOI: 10.1002/gete.201700002
  • DGGT-Mitteilungen: geotechnik 1/2017
    • Pages: 74 - 77
      PubDate: 2017-03-15T10:37:12.263588-05:
      DOI: 10.1002/gete.201770104
  • Tagungsberichte: geotechnik 1/2017
    • Pages: 77 - 78
      PubDate: 2017-03-15T10:37:09.412119-05:
      DOI: 10.1002/gete.201770105
  • CBTR-Nachrichten: geotechnik 1/2017
    • Pages: 79 - 82
      PubDate: 2017-03-15T10:37:08.553326-05:
      DOI: 10.1002/gete.201770106
  • Dissertationen: geotechnik 1/2017
    • Pages: 82 - 89
      PubDate: 2017-03-15T10:37:11.280443-05:
      DOI: 10.1002/gete.201770107
  • Termine: geotechnik 1/2017
    • Pages: 90 - 90
      PubDate: 2017-03-15T10:37:11.62955-05:0
      DOI: 10.1002/gete.201770108
  • 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
    • 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
  • Dynamischer Erddruck auf starre und flexible Wände mittels
           Wellenlösungen: numerische Einzelvergleiche für homogene und
           geschichtete Bodenprofile
    • Authors: Christos Vrettos; 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
School of Mathematical and Computer Sciences
Heriot-Watt University
Edinburgh, EH14 4AS, UK
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