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Die Verwendung numerischer Methoden ist mittlerweile zur Lösung komplexer Aufgaben in der Geotechnik gängige Praxis geworden, wobei die Finite-Elemente-Methode (FEM) die größte Bedeutung erlangt hat. Der Beitrag soll über die Möglichkeiten und Grenzen numerischer Methoden in der Geotechnik aufklären und helfen, evtl. vorhandene Vorbehalte gegenüber der Anwendung numerischer Methoden in der Geotechnik abzubauen. Nach einem Überblick über die vielfältigen Anwendungsgebiete der numerischen Methoden werden die Besonderheiten der Modellierung in der Geotechnik erläutert. Das sind u. a. die notwendigen Abstrahierungen des realen Baugrunds in einem numerischen Modell, die Größe des Berechnungsgebiets oder die Berücksichtigung der Baugrund-Bauwerk-Interaktion. Ausführlich wird auf die besondere Bedeutung der stofflichen Modellierung von Boden und Fels eingegangen und ein Überblick über die aktuelle Entwicklung der Stoffmodelle und deren Parameterbestimmung gegeben. Die FEM wird gegenwärtig auch vermehrt für die Bemessung geotechnischer Konstruktionen angewendet. Es werden die im Rahmen der gegenwärtigen Normungsinitiativen diskutierten Grundsätze für die Bemessung in der Geotechnik mittels numerischer Methoden beschrieben und bewertet. Aspekte im Zusammenhang mit dem Building Information Modeling (BIM) werden beleuchtet. Es wird auch auf die Notwendigkeit hingewiesen, spezialisierte Anwender zu qualifizieren, um numerische Methoden zielführend und sicher anwenden zu können.

Chances and frontiers of numerical methods in geotechnics
The use of numerical methods has become common practice in geotechnical engineering to solve complex tasks, with the finite element method (FEM) having gained the greatest importance. The article wants to inform about the possibilities and limits of numerical methods in geotechnics and to help in reducing any remaining reservations against the application of numerical methods in geotechnics. Following an overview of the manifold fields of application of numerical methods, special features of modelling in geotechnics are explained. These are, among other things, the necessary abstractions of the real building ground in a numerical model, the size of the calculation area or the consideration of the soil-structure interaction. The special importance of material modelling of soil and rock is discussed in detail and an overview of the current developments of constitutive models and their parameter determination is given. FEM is currently also increasingly used for the design of geotechnical structures. The principles for design in geotechnical engineering using numerical methods, which are discussed in the context of current standardisation initiatives, are described and evaluated. Aspects related to Building Information Modeling (BIM) are also examined. Finally, the necessity of specialized users' qualification in order to apply the numerical methods purposefully and safely is pointed out.

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Die Schleuse Uelzen I ist wegen ihrer flexiblen Tragstruktur, den großen Lastwechsel während des Schleusenbetriebs und der 1992 installierten, umfangreichen meßtechnischen Überwachung ein sehr gut geeignetes Anwendungsbeispiel, um das Interaktionsverfahren zwischen Bauwerk und Boden unter zyklischen Beanspruchungen zu untersuchen. Es werden dreidimensionale Finite-Elemente-Berechnungen durchgeführt, um das Langzeit-Verhalten der Schleuse bei zyklischen Beanspruchungen zu prognostizieren. Entscheidend dafür ist, daß das Stoffmodell für den Boden auch das quasistatische zyklische Verhalten realitätsnah erfaßt. Das verwendete hypoplastische Stoffmodell mit intergranularer Dehnung wird kurz beschrieben. Die Ergebnisse der numerischen Berechnungen werden mit gemessenen Setzungen der Schleuse verglichen. Es werden zum Vergleich die Ergebnisse von hypoplastischen Berechnungen ohne intergranulare Dehnung und von elastisch-idealplastischen Berechnungen mit dem Mohr-Coulobschen-Modell vorgestellt. Siloeffekte im Hinterfüllungsbereich zwischen den Rippen der Schleuse verringern sich infolge der zyklischen Beanspruchungen in Verbindung mit "stick-slip"-Verhalten.

Es wird ein Überblick gegeben, wie sich das nun vorliegende Konzept mit Teilsicherheitsbeiwerten aus den sicherheitstheoretischen Grundlagen entwickelt hat. Anschließend werden die Besonderheiten des neuen Sicherheitskonzeptes im Grundbau erläutert (z. B. die drei Arten der Grenzzustände der Tragfähigkeit). Für eine Winkelstützwand werden alle maßgebenden Bemessungs- und Standsicherheitsnachweise nach dem neuen Sicherheitskonzept beschrieben. Die Bemessungsergebnisse nach dem herkömmlichen und dem neuen Sicherheitskonzept werden verglichen und bewertet. Der Anhang enthält die vollständige Berechnung und Nachweisführung für die Winkelstützwand.

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Bericht über Entwurf und Herstellung einer vorgespannten Stahlbetonröhre als Einlaufbauwerk eines Kühlwasserkanals auf Stahlrammpfählen an der Mittelmeerküste.

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 0,35 m infolge sich ablösender Gebirgsbereiche festgestellt. Infolge von Wasserzutritt und Frost witterte das ursprünglich 0,25 bis 0,50 m 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 Bauwerks 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.

Anchoring a shotcrete lining within the scope of tunnel refurbishment works
. Effolderbach railway tunnel was built in 1870. However, not long after it was opened, part of the roof had to be raised and strengthened. More recent refurbishment work involved installing lattice arches with shotcrete ribs and replacing the sandstone lining locally with clay brickwork. A drop in the crown level by as much as 0.35 m due to areas of rock becoming detached was noticed as long ago as the 1950s. Water ingress and freezing temperatures eroded the originally 0.25-0.5 m thick sandstone lining severely in some places, which considerably reduced its load-carrying capacity. Therefore, immediate stabilisation works with anchored shotcrete were carried out in 2009. After examining various solutions and conducting economics analyses, DB Netz AG opted for refurbishing the existing structure and for installing a permanent, anchored lining. The selection of a suitable anchor system is a complex subject. Besides the choice of installation method, it is also necessary to take account of the many construction regulations that have changed since the introduction of European standards, the regulations specific to railways (some of which have been published in new editions or adapted to suit the European standards) and the current approvals. This article uses a specific construction project to discuss the reasons that can be crucial when selecting a permanent anchor system.