Geotechnik最新文献

Zum Titelbild: Das Beispiel des Straßenbaus im Titelbild zeigt die Symbiose aus Digitalisierung und Bauen mit Geobaustoffen auf. Naue treibt diesen Bereich vor allem mit seinem innovativen Naue Portal voran, um z. B. die Lösungsfindung, Planung und den Einsatz von Geobaustoffen mit Hilfe von Berechnungstools und KI-Modellen effizienter zu gestalten. Dabei kann nicht nur der Bauablauf berücksichtigt, sondern auch der präzise Materialbedarf ermittelt werden. Neben der Zusammenführung von komplexen Informationen wird durch die technische Unterstützung auch die Betrachtung einer Vielzahl an Lösungsvarianten anschaulicher, schneller und leichter. Übrigens: Das Titelbild Bild wurde durch eine KI erzeugt – und veranschaulicht aktuelle Möglichkeiten und Grenzen. Mehr zu den Fortschritten bei Naue finden Sie im Beitrag ab S. A6 (Abb.: Naue)

Bei der Prognose von Bauwerksschwingungen infolge Erschütterungsquellen in der Nachbarschaft, z. B. aus Verkehr, Baumaßnahmen oder Maschinenschwingungen, stellt sich mitunter die Frage, welchen Einfluss die Gründung des Bauwerkes auf Amplitude und Frequenzgehalt der resultierenden Schwingungen hat. In diesem Beitrag werden die sogenannten induzierten Erschütterungen von Bauwerken auf Pfahl- und auf Flachgründungen auf der Basis von numerischen Berechnungen systematisch miteinander verglichen. Nach einer Beschreibung der Berechnungsmethode mit der „Thin Layer Method“ (TLM) im Frequenzbereich werden zunächst Einzelpfähle im homogenen Halbraum sowie solche in einer Bodenschicht auf steiferem Untergrund betrachtet. Angeregt durch horizontale und vertikale Kräfte an der Bodenoberfläche in einigem Abstand werden die Amplituden der Schwinggeschwindigkeit (Schwingschnellen) in Höhe des Pfahlkopfes vor und nach Einbau des Pfahles ermittelt und verglichen. Es werden dabei Frequenzen zwischen 1 Hz und 40 Hz betrachtet. Der Einfluss der Bodenschichtung wird diskutiert. Im zweiten Teil der Arbeit werden die Schwingschnellen von Flach- und Pfahlgründungen unter gleicher Anregung berechnet und miteinander verglichen. Es werden charakteristische Unterschiede aufgezeigt. Zur Berücksichtigung der aufgehenden Bauwerke werden diese stark vereinfacht als starre Massen modelliert. Die Berechnungsergebnisse leisten einen Beitrag zur einleitenden Fragestellung.

Regelmäßig kommt es in Deutschland zu Hochwasserereignissen, bei denen insbesondere die Deiche als Hochwasserschutzstrukturen im Fokus stehen. Durch die hohen Wasserstände in Verbindung mit oftmals lang anhaltenden Hochwasserereignissen war die Standsicherheit der in der Regel als homogene Erdkörper gebauten Deiche häufig kritisch, teilweise kam es sogar zu einem Versagen der Deiche. Durch den Einsatz von Geotextilien können Deiche sowohl im Zuge eines Neubaus bzw. einer Ertüchtigung als auch unmittelbar vor oder während Hochwasserereignissen so verstärkt bzw. gesichert werden, dass die typischen Versagensfälle verhindert oder zumindest deutlich herausgezögert werden können. Einige mögliche Anwendungen von Geotextilien für kurz- und langfristige Vorsorgemaßnahmen werden in diesem Beitrag vorgestellt. Dabei handelt es sich sowohl um Anwendungen, die dem Stand der Technik entsprechen, als auch um innovative Anwendungen von Geotextilien in Deichen.

Für die Böschungen der geplanten Tagebauseen im Rheinischen Revier muss der Nachweis der Standsicherheit unter Erdbebeneinwirkung erbracht werden. Hierfür sind laut der Richtlinie für die Untersuchung der Standsicherheit von Böschungen der im Tagebau betriebenen Braunkohlenbergwerke (RfS – Richtline für Standsicherheitsuntersuchungen [1]) die bleibenden Böschungen so zu gestalten und aufzubauen, dass eine Bodenverflüssigung „nicht zu besorgen“ ist. Für den Nachweis gegen Bodenverflüssigung, bei dem Einwirkungen und Bodenwiderstände lokal miteinander verglichen werden, wird das irreguläre Erdbebensignal in ein reguläres Signal mit einer äquivalenten Anzahl an Zyklen und konstanter Amplitude überführt. Im Rahmen dieses Beitrags wird diese Konvertierung für ein typisches Erdbebensignal des Rheinischen Reviers untersucht, welches aus einer dynamischen Finite-Elemente-Berechnung erhalten wurde. Zur Untersuchung des Verflüssigungsverhaltens eines Tagebau-Kippenbodens bei Einwirkung dieses Erdbebensignals werden Triaxialversuche mit vertikaler zyklischer Belastung und Hohlzylindertriaxialversuche mit zyklischer Torsionsbeanspruchung durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche werden mit den Daten aus weiteren Versuchen mit konstanter Amplitude verglichen. Es kann gezeigt werden, dass der Faktor β zur Konvertierung von irregulären in reguläre Signale von der Art der Beanspruchung und der Größe der statischen Schub- bzw. Deviatorspannung abhängt. Auf Basis der Versuche werden Empfehlungen für den Ansatz von β für das Rheinische Revier gegeben.