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Diary of Events: Geomechanics and Tunnelling 4/2015 Geomechanics and Tunnelling 4/2015 366 Diary of Events

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Inhalt: geotechnik 4/2015 geotechnik 4/2015 Inhalt

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Kahl, Matthias Geotechnik aus Leidenschaft? geotechnik 4/2015 253 Editorial

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Sondermann, Wolfgang Herausforderungen der zunehmenden Internationalisierung geotechnik 4/2015 254 Vom Vorsitzenden

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Gudehus, Gerd; Keßler, Jürgen; Lucke, Beate Setzungsfließen geotechnik 4/2015 255-266 Fachthemen

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Der Begriff Setzungsfließen bezeichnet eine Rutschung von teilweise geflutetem lockerem Sand in geneigtem oder abgeböschtem Gelände mit Verflüssigung unterhalb einer erdfeuchten Deckschicht. Durch Initiale genannte mechanische Störungen wird der Porenwasserdruck erhöht und eine Kettenreaktion ausgelöst, bei der nacheinander Teile einer erdfeuchten Deckschicht auf einer zunehmenden Sandbreizone wegschwimmen, bis die bewegte Masse sich talseits - ggf. unter Wasser - staut und sich bergseits in Bruchstaffeln verklemmt. In offenem Wasser vor einem Böschungsfuß entstehen dabei infolge rascher Verdrängung Schwallwellen. Ein lockeres geflutetes Korngefüge neigt mit gashaltigen Makroporen vermehrt zur Verflüssigung. Das in einer von selbst voranlaufenden Front zu Sandbrei kollabierende Korngefüge erzeugt kilometerweit beobachtbare seismische Wellen. Hinter der Front steigen Gas und Wasser aus dem Sandbrei auf und reißen Körner mit. Durch schonende Sprengungen wird eine Ausgasung und Entwässerung erreicht, wobei ein Setzungsfließen durch die erdfeuchte Deckschicht mithilfe von Perforationen blockiert wird. Die Entwicklung von Sandbreizonen ist an der Fernfeldseismik erkennbar; das ermöglicht eine günstigere Anordnung von Sprengungen und Perforationen und unterstützt den Nachweis der Stabilisierung. So werden bereits rekultivierte Tagebaukippen in der Lausitz wieder nutzbar, die Innovationen sind aber nicht darauf begrenzt.
The notion Setzungsfließen (flow slide) denotes a landslide in partly flooded loose sand with slopes or terraces due to liquefaction below a humid cover. Mechanical perturbations raise the pore water pressure and trigger a chain reaction wherein parts of the humid cover flow sideways upon an increasing quicksand zone, until the moving mass is jammed below - if occasion arises under water - and above in an en-échelon rupture. Thus surges arise in open water driven rapidly by the slope. A loose flooded grain fabric is more prone to liquefaction with gas-filled macropores. The collapse of the grain fabric into quicksand in spontaneously prograding fronts generates seismic waves which are observable kilometers away. Gas and water rise behind the front and drag off grains. De-gassing and -watering is achieved by gentle blasting, during which a flow slide is blocked through the humid cover with the aid of perforations. The evolution of quicksand zones is recognizable from the far-field seismicity, this enables a favourable array of explosives and perforations and supports the proof of stabilization. Thus recultivated lignite mining deposits in Lusatia/Germany can be used again, but the innovations are not confined to such cases.

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Thieken, Klaus; Achmus, Martin; Lemke, Katrin A new static p-y approach for piles with arbitrary dimensions in sand geotechnik 4/2015 267-288 Fachthemen

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When it comes to the general design of laterally loaded piles in offshore environments, bedding resistance is usually modelled by the p-y method recommended in the offshore guidelines (OGL). Several investigations presented in the literature indicate that the head displacements of large-diameter monopiles are underestimated for extreme loads but overestimated for small operational loads. An extensive evaluation of the OGL method is presented here using three-dimensional numerical simulations. The evaluation has shown that the OGL method is not applicable for the design of large-diameter piles. Moreover, modified p-y formulations presented in the literature accounting for the effect of the pile diameter are also not generally suitable for piles with arbitrary dimensions and load levels. Therefore, the derivation of a new p-y approach is presented in detail. The new approach consists of “basic p-y curves” that are valid for a pile of infinite length exhibiting a constant horizontal deflection. In an iterative scheme, these basic curves are adapted depending on the pile deflection line and the pile length to account for a more realistic bedding resistance along the pile shaft. A comprehensive parametric study with 250 pile-soil systems reveals that the new p-y approach is able to predict the horizontal loadbearing behaviour as well as the local pile-soil interaction quite realistically.

Ein neuer statischer p-y-Ansatz für Pfähle beliebiger Abmessungen in Sand.
Für die Bemessung horizontal belasteter Offshore-Pfähle wird der Bettungswiderstand üblicherweise durch die in den Offshore-Richtlinien (OGL) empfohlene p-y-Methode ermittelt. Verschiedene Untersuchungen aus der Literatur zeigen, dass die Verformungen von Monopiles mit großen Durchmessern für Extremlasten durch die OGL-Methode unterschätzt, für geringe Betriebslasten dagegen überschätzt werden. Der vorliegende Artikel beinhaltet eine umfassende Bewertung der p-y-Methode basierend auf dreidimensionalen numerischen Simulationen. Als Ergebnis ist festzustellen, dass die OGL-Methode zur Bemessung von Pfählen großer Durchmesser nicht geeignet erscheint. Auch modifizierte p-y-Ansätze zur Berücksichtigung des Einflusses des Pfahldurchmessers sind nicht generell anwendbar für Pfähle beliebiger Abmessungen und Belastungen. Diesbezüglich soll die Ermittlung eines neuen p-y-Ansatzes dargestellt werden. Der neue Ansatz basiert auf sogenannten “p-y-Basiskurven”, welche Gültigkeit für einen unendlich langen Pfahl mit einer über die Länge konstanten horizontalen Verschiebung aufweisen. In einem iterativen Vorgehen werden diese Basiskurven zur Erreichung eines realistischen Verlaufs der Bettungswiderstände in Abhängigkeit der Pfahlbiegelinie und -länge angepasst. Eine umfassende Parameterstudie mit 250 Pfahl-Bodensystemen zeigt, dass der neue p-y-Ansatz geeignet ist, sowohl das globale Tragverhalten als auch die lokalen Pfahl-Boden-Interaktionen realistisch zu prognostizieren.

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Perau, Eugen; Zillmann, Antonia Variation des Reibungswinkels bei der Bemessung von Baugrubenwänden mit der Finite-Elemente-Methode geotechnik 4/2015 289-303 Fachthemen

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Im vorliegenden Beitrag werden anhand zweier exemplarischer Systeme von Verbauwänden Berechnungen mit der Finiten-Elemente-Methode (FEM) durchgeführt. Es handelt sich um eine einfach rückverankerte Spundwand sowie eine zweifach ausgesteifte Spundwand, bei denen der berechnete Erddruck, die Spannungen am Erdwiderlager, die Biegemomente der Verbauwand, die Stützkräfte, die Wandverformungen sowie die Gesamtstandsicherheit untersucht werden. Variiert werden dabei der Reibungswinkel sowie die Aushubtiefe. Als ein erstes Ergebnis der Parameterstudie wird der Einfluss des Reibungswinkels auf die für die Bemessung der Systeme relevanten Berechnungsergebnisse diskutiert.
Auf Basis der Parameterstudie wird abgeleitet, in welcher Weise sich verschiedene Nachweisverfahren gemäß Eurocode 7 auf die Bemessung auswirken. Es wird also z. B. untersucht, welche Auswirkung eine Reduktion des Reibungswinkels gemäß Nachweisverfahren DA3 im Vergleich zu einer Erhöhung der Schnittgrößen gemäß DA2 auf die Bemessung einer Verbaukonstruktion hat. Ebenfalls werden verschiedene Möglichkeiten zur Reduktion der Scherparameter mit der FEM beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit diskutiert. Abschließend werden Schlussfolgerungen zur Anwendung der verschiedenen Nachweisverfahren beim Einsatz der FEM gezogen sowie Hinweise zur Modellierung der Konstruktionsteile gegeben.

Variation of the friction angle for design of excavation pit walls with the finite element method.
In this article calculations for two exemplary systems of excavation pit walls are performed using the Finite Element Method (FEM). The first system represents a single anchored pit wall, the second a double supported pit wall. For both systems the calculated earth pressures and the pressures of the earth support are evaluated as well as the bending moments of the wall, the supporting forces, the displacements of the wall and finally the overall stability. In the study the friction angle of the soil and the excavation level are varied. As a first goal the influence of the friction angle on the calculated results are presented which are relevant for design of the structure.
Based on this parameter study it will be shown how the different design approaches according to Eurocode 7 influence the design. For example, the effect of reduction of the friction angle according to design approach DA3 is compared with an increase of the internal forces according to DA2. Also discussed are different ways to reduce the friction angle with FEM to proof the overall stability. Finally, conclusions are drawn to the application of the FEM in different proofs of stability of excavation pit walls and hints are given to model the elements of the construction.

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Floroiu, Laurentiu; Schweiger, Helmut F. Parametric study of the seismic ground response of a linear visco-elastic soil layer improved by stone columns or pile-like elements geotechnik 4/2015 304-315 Fachthemen

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This paper presents a qualitative investigation on how soil improvement influences ground response during earthquake events. The paper focuses on how modifications to stiffness, damping ratio and unit weight of soil reflect on the amplification functions. The study is carried out by means of finite element analyses using a linear visco-elastic material model and rigid bedrock conditions. The accelerogram recorded during the 1989 Loma Prieta (USA) earthquake is used as bedrock input motion. The results of this study suggest that under certain conditions the seismic load on the structures could be increased or decreased by changes of the eigenfrequencies and amplification functions of the natural ground conditions due to soil improvement.

Parameterstudie zur seismischen Antwort einer linear visko-elastischen Bodenschicht mit säulenartiger Bodenverbesserung.
Der Beitrag beschreibt erste Ergebnisse einer qualitativen numerischen Untersuchung zum Einfluss von Bodenverbesserung auf die seismische Antwort einer Bodenschicht infolge Erdbebenbeanspruchung. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Beurteilung des Einflusses von Steifigkeit, Dämpfung und Wichte der Bodenschicht auf die Verstärkung der seismischen Anregung. Die Analysen werden mit der Finite-Elemente-Methode unter Annahme linear visko-elastischen Materialverhaltens und einer Anregung am unteren Modellrand durchgeführt, wobei als Eingangsbeschleunigung das Erdbeben von Loma Prieta (1989) verwendet wird. Die Ergebnisse zeigen, dass sich unter gewissen Bedingungen die seismische Beanspruchung von auf verbessertem Baugrund errichteten Gebäuden durch die Änderung der Eigenfrequenzen und der Bodenantwort des verbesserten Baugrundes verringern oder erhöhen kann.

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DGGT-Mitteilungen 4/2015 geotechnik 4/2015 316-320 DGGT-Mitteilungen

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Preis für Lebenswerk 2015 der Werner Möbius-Stiftung ging an Prof. Heerten
34. Baugrundtagung im September 2016 in Bielefeld
35. Baugrundtagung 2018 in Stuttgart
DBV-Merkblatt “Chemischer Angriffauf Betonbauwerke”
ISSMGE International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (Dr. Kirsten Laackmann)
Aus der DGGT-Nachwuchsförderung (Dipl.-Ing. Julian Sprengel)

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Persönliches: geotechnik 4/2015 geotechnik 4/2015 320 Persönliches

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Hans-Burkhard Horlacher verstorben (von Jürgen Giesecke, Georg Heerten, Jürgen Stamm)
In memoriam Prof. Dr. h.c. Georg Stefanoff (von Wellin Sadgorski, Hans-Ulrich Smoltczyk)
Prof. Dr.-Ing. Bernd Prange 85 Jahre (Stellvertretend Univ. Prof. Dr.-Ing. habil. Theodoros Triantafyllidis, Dr.-Ing. Gerhard Huber)
Hans-Georg Kempfert - 70 Jahre (von Achim Hettler)

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Tagungsberichte: geotechnik 4/2015 geotechnik 4/2015 323-326 Tagungsbericht

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8. Freiberger Geotechnik-Kolloquium 2015 - Abschiedskolloquium Prof. Dr. Herbert Klapperich (von Nandor Tamaskovics)
Kolloquium “Numerische Methoden in der Geotechnik” in Karlsruhe (von Markus Herten)
Workshop Climate Change and Environmental Protection in Ethiopia (von Prof. Dr.-Ing. Fokke Saathoff)
9. Internationales Symposium für Field Measurements in Geomechanics (von Helmut Bock)

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CBTR-Nachrichten: geotechnik 4/2015 geotechnik 4/2015 326-328 CBTR-Nachrichten

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CBTR-Tiefbaurechtspreis für Prof. Dr.-Ing. Martin Ziegler
Das aktuelle Urteil: Muss die Baufirma den Baugrund untersuchen? / Baumängel 1 - Mängelbeseitigung oder Minderung? / Baumängel 2 - “unendliches” Nachbesserungsrecht? (RA Dr. jur. Günther Schalk)

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Projekt Cogan - Kompetenz in geotechnischen Analysen geotechnik 4/2015 328 geotechnik aktuell

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Reviewer geotechnik 2015 geotechnik 4/2015 329 Reviewer

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35 Jahre GuD Geotechnik und Dynamik Consult GmbH geotechnik 4/2015 329 Firmen und Verbände

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Termine: geotechnik 4/2015 geotechnik 4/2015 330 Termine

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Inhalt: Mauerwerk 4/2015 Mauerwerk 4/2015 Inhalt

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Jäger, Wolfram Reliable design and verification with true understanding of structural phenomena / Mit dem Wissen um Tragphänomene zutreffend bemessen und nachweisen Mauerwerk 4/2015 243-244 Editorial

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Schmitt, Michael; Graubner, Carl-Alexander; Förster, Valentin Minimum vertical load on masonry walls - a realistic view / Mindestauflast auf Mauerwerkswänden - eine realitätsnahe Betrachtung Mauerwerk 4/2015 245-257 Fachthemen

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To transfer bending moments in building components consisting of a material without tensile strength always requires a simultaneously acting normal force. Accordingly, masonry walls exposed to horizontal loads (e.g. wind) require a minimum vertical load, so that the resultant stress at the mid-height of the wall remains the same within the cross-section. As part of the A2 amendment to DIN EN 1996-3/NA, this verification of walls subjected to low vertical loads, such as outer walls on the top floor exposed to high wind load was implemented in the National Annex. Part 3 of DIN EN 1996-3 includes a similar standard regulation for verification of the minimum vertical load, which is based on an arch effect within the wall cross-section.
Based on this technical background and taking into account the main influencing parameters, a verification model is presented here which realistically describes the load-bearing behaviour of unreinforced masonry walls subjected primarily to bending. Apart from the bending moments due to wind load, an initial eccentricity of the wall as well as second order effects due to wall deformations also have to be taken into account. In addition, a simple approximation equation is provided for the practical determination of the required minimum vertical load.

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Jäger, Wolfram; Montazerolghaem , Mahdi; Hauschild, Carola Minimum surcharge load of URM walls under flexure and axial force / Mindestauflast bei Biegung mit Normalkraft - Exact solution and considerations on the basis of the arch model / Genaue Lösung und Betrachtungen anhand des Bogenmodells Mauerwerk 4/2015 258-276 Fachthemen

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This paper suggests a detailed parametric study, which has been drawn up in connection with the question of the necessity of verification of masonry wall by a minimum vertical load subject to bending and normal force by the author and his team [7]. It assumes the actual eccentricities from supporting due floors and takes into account the second order theory in middle of wall according to DIN EN 1996-1-1 or the German NA. In some cases, the model is derived for very high wind loads to its limits. Using the arch model which is introduced in DIN EN 1996-1-1 and may be applied by NA, is helpful and effective. This method may provide higher capacity rather than for example, with the bar or plate model.
In this article the verification by means of the arch model will be presented and discussed. It is also shown that, forming an arch opposing to the horizontal wind load and low vertical loads may not come to a stability failure.

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Halfen - one of Germany's most innovative companies / Halfen eines der innovativsten Unternehmen Deutschlands Mauerwerk 4/2015 276 Firmen und Verbände

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Schöps, Peter; Jäger, Wolfram Confined Masonry subjected to Lateral Loads / Eingefasstes Mauerwerk unter Plattenbeanspruchung Mauerwerk 4/2015 277-286 Fachthemen

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Just as with shear stress on the edges of masonry walls, prestressing through the confinement and restraint of all four sides of the wall improves the load-carrying capacity under lateral loads.
The extra load arising from prestressing leads to increased flexural strength of the masonry. The confinement of the edges results in relatively smaller span moments. In this case, the torsional stiffness of the reinforced concrete frame is important. This is determined by the frame itself as well as by its integration within the building.
As a supplement to [4], an examination of panel loading was also performed within the guidelines of a research project at the TU Dresden, Chair for Structural Design, on behalf of the Federal Office for Building and Regional Planning on the subject of “Confined Masonry as an Option for Increasing the Load-Carrying Capacity of Stiffening Walls”[9].
The various influences are to be initially researched on the basis of various analytical observations and a small numerical study. A thorough, experimentally-based clarification of the load-carrying capacity of the panels was not possible within the framework of the research project.

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Termine: Mauerwerk 4/2015 Mauerwerk 4/2015 286 Veranstaltungen

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Montazerolghaem, Mahdi; Jäger, Wolfram Characterization of uncertainty (probabilistic models) in verification of unreinforced masonry shear wall / Charakterisierung der Unschärfe (probabilistische Modelle) beim Nachweis von Wandscheiben aus unbewehrtem Mauerwerk Mauerwerk 4/2015 287-297 Fachthemen

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The model uncertainty has significant role in determination of safety factor. Eurocode has been considered partial factor covering uncertainties in the resistance model. Moreover, the model uncertainty has important role in full probabilistic verification. A stochastic analysis may yield to realistic results, only if the uncertainties have been involved in the calculation, properly.
The uncertainty in predicted load-carrying model may be identified by comparing the observed (experimental records) load-carrying behaviour with the predicted value. Some general recommendations for considering uncertainty in probabilistic verifications are available in literature. In this study, the deviation of predicted values according to DIN EN 1996-1-1/NA model of masonry shear wall from test results has been derived. The best-fitted distribution with associated statistical parameters (type of distribution, mean and coefficient of variation) has been proposed for uncertainty model. The uncertainty models have been compared with recommendations in the literature.

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Shared and networked studies on the preservation of historic buildings and monuments and the renewal of existing buildings / Gemeinsames und vernetztes Lernen in Denkmalpflege und Altbauerneuerung Mauerwerk 4/2015 297 Firmen und Verbände

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