The drainage system is a core element of tunnel construction and operation. Frequently, natural as well as technical boundary conditions lead to the deposition of scales (especially calcium carbonates) in the drainage system. As a preventive measure - in contrast to post-depositional cleaning procedures - the use of scale inhibitors to treat the drainage water (hardness stabilisation) is an option. ‘Green inhibitors’ are tailored green organic substances that delay or prevent scale formation when added in small concentrations. Moreover, green inhibitors can change the material consistency of scale deposits (soft sinter). An additional advantage of their use is the good environmental compatibility compared to conventional inhibitors. Suitable test procedures can be used to select a substance or product and evaluate or optimise its dosage. The application of polyaspartic acid or polysuccinimide products as ecologically harmless and readily biodegradable agents has proven advantageous in tunnel structures. The choice of liquid or depot stone conditioning essentially depends on the scaling mechanism, in addition to the technical considerations, flow rates and water chemistry. Regarding discharge to existing receiving water bodies, the inhibitor concentration in the water can be measured and controlled by DOC analysis and fluorescence spectroscopy. This article presents contemporary and tunnel-specific case studies.
Die kontinuierliche Entwässerung eines Tunnelbauwerks über das Drainagesystem stellt ein zentrales Element der Bauausführung und des Betriebs dar. Häufig führen natürliche und technische Randbedingungen dazu, dass sich mineralische Abscheidungen (v.a. Karbonat-Sinter) im Drainagesystem ablagern. Als präventive Strategie bietet sich die Härtestabilisierung des Drainagewassers an, die durch Zugabe bestimmter Wirkstoffe die Abscheidung dieser Sinter reduzieren und dessen Materialkonsistenz verändern kann. Im Gegensatz zu konventionellen Inhibitoren werden vermehrt Grüne Inhibitoren eingesetzt. Diese zeichnen sich durch eine gute Umweltverträglichkeit aus. Mittels geeigneter Testprozeduren kann die Auswahl eines Wirkstoffs und dessen Dosierung bewertet und optimiert werden. Die Anwendung von Produkten auf Basis von Polyasparaginsäure und Polysuccinimid hat sich als ökologisch unbedenklicher Wirkstoff für Tunneldrainagen bewährt. Die Umsetzung der Konditionierung hängt von den fallspezifischen technischen und geogenen Rahmenbedingungen ab. Hinsichtlich der Einleitung in natürliche Fließgewässer wird ein Monitoring des Inhibitorgehalts empfohlen. Es werden aktuelle Konzepte und Fallstudien zur Flüssigkonditionierung aus dem Koralmtunnel und der Tunnelkette Semmering vorgestellt und erläutert.

The development of a partially remote controlled and automated long distance flushing system used during maintenance is part of the maintenance strategy of the Austrian Federal Railways (ÖBB Infrastruktur AG). The so called MDR (modular drainage flushing system railway) will come into use in the three new railway tunnels Granitztal Tunnel, Koralm Tunnel and Semmering Base Tunnel along the Southern Railway Line. The flushing system consists of the major components MDR flushing box, MDR transport module and various permanently installed components such as flushing shaft, water supply, electricity and data connection. During drainage flushing the MDR is positioned on top of the central flushing shaft in the respective crossway area and connected to the required infrastructure. With the proposed hose length of 600 m, the remote-controlled flushing system flushes all drainages along a length of 500 m in both tunnel tubes as well as the crossways. Once the flushing process and quality check via camera inspection have been completed, the MDR flushing box is moved to the next site at the next crossway during a break in operations. During the flushing process itself, railway traffic does not have to be interrupted. Track closure is only necessary when the MDR is being relocated. In order to increase the MDR flushing box's flexibility the system should also be usable on the tracks themselves.
Für die Instandhaltung der Drainagen langer Tunnelbauwerke wird seitens ÖBB-Infrastruktur AG ein teilweise ferngesteuertes und automatisiertes Spülsystem entwickelt. Es trägt die Kurzbezeichnung MDB (Modulares Drainagespülsystem Bahn) und soll in den neu errichteten Tunnelbauwerken der Südstrecke (Granitztaltunnel, Koralmtunnel und Semmering-Basistunnel) zum Einsatz kommen. Dieses Spülsystem besteht aus der MDB-Spülbox, der MDB-Transporteinheit und verschiedenen fest im Tunnel verbauten Komponenten (Spülschächte, Wasser-, Strom- und Datenversorgung). Beim Drainagespülen wird die MDB-Spülbox im betroffenen Querschlagsbereich über dem zentralen Spülschacht abgestellt und angeschlossen. Das Spülsystem spült ferngesteuert mit der vorhandenen Schlauchlänge von 600 m alle Drainagen in beiden Fahrröhren über eine Länge von 500 m sowie im Querschlag. Nach Abschluss des Spülprozesses inkl. Qualitätssicherung über parallel stattfindender Kamerabefahrung wird die MDB-Spülbox in einer Betriebspause zum Aufstellpunkt im nächsten Querschlagbereich transportiert. Während der Spülung selbst kann der Eisenbahnbetrieb ohne Behinderung geführt werden. Gleissperren sind nur für das Umstellen der MDB-Spülbox erforderlich. Um die Flexibilität zu erhöhen, soll ein Betrieb der MDB-Spülbox auch gleisgebunden möglich sein.

Croatia upgrading Uka Tunnel and Istrian Y network - Kroatien modernisiert Uka-Tunnel und das Autobahnnetz Istrien Y

Investigations into the behaviour of various tunnel drainage pipes - Untersuchungen zum Verhalten verschiedener Tunneldränagerohre
Tunnel waterproofing with the specialists: quality and experience counts - Tunnelabdichtung mit Spezialisten: Qualität und Erfahrung zählen

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In einem neuen Geschäftszweig namens KEMSOLID bündelt der Hersteller KEMROC seine Aktivitäten im Spezialtiefbau. Zentrale Elemente sind dabei die KSI-Mischfräsen zur wirtschaftlichen Herstellung von Erdbeton. Anders als kostspielige Spezialmaschinen können sie an leicht modifizierten Standardbaggern verwendet werden. Mit ihren langen Fräs-Schwertern dringen sie in den Boden und durchmischen ihn mit einer Bindemittel-Suspension, die von einem semimobilen Mischwerk herangepumpt wird. Im Ergebnis entstehen solide und formdefinierte Körper aus Erdbeton ohne jeden Bodenaustausch. In ersten erfolgreichen Projekten haben sie bereits ihre Eignung hierfür bewiesen. (Foto: KEMROC)

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Der Einfachscherversuch ist ein anspruchsvoller Laborversuch, der bereits in vielen Studien für die Untersuchung von statischem und zyklischem Bodenverhalten eingesetzt wurde. Trotz der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten wird der Einfachscherversuch nicht verbreitet angewendet und es existieren weder eine Euronorm noch eine deutsche Norm für diese Art von Versuch. In diesem Beitrag werden die Anforderungen an ein Einfachschergerät definiert und die theoretischen Grundlagen zur Ermittlung des Spannungszustands dargestellt. Dazu werden die verschiedenen Gerätetypen für Einfachscherversuche vorgestellt und diskutiert. Um den Einfluss der Testrandbedingungen besser einschätzen zu können, werden monotone Versuche mit Sand an einem eigenen Gerät mit verschiedenen Zellenkonstruktionen durchgeführt. Für die Untersuchung der Probenverformung wird die PIV-Methode eingesetzt. Anhand der Versuchsergebnisse werden die verschiedenen Randbedingungen und deren Einflüsse aufgezeigt und diskutiert sowie Hinweise für die Anwendung und Interpretation von Einfachscherversuchen gegeben.

Investigations of cell construction and evaluation of monotonic simple shear test with sand
The simple shear test is a sophisticated laboratory test which has been used in several studies to investigate static and cyclic soil behaviour. Despite the wide range of possible utilization, the simple shear test is not commonly used and there is no European or German standardization for these types of test. In this article, the requirements for the boundary conditions of a simple shear test are defined and the theoretical principles for determining the stress state are presented. For this purpose, the different types of devices for simple shear tests are shown and discussed. In order to evaluate the influence of the boundary conditions, monotonic tests with sand are carried out on a device with different cell constructions. The PIV method is used to study specimen deformation. Based on the test results, various boundary conditions and their influences are shown and discussed. Furthermore, these results can be used as references for the interpretation of the simple shear tests.

Schauminjektionen stellen ein innovatives Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von kohäsionslosen, grobkörnigen Böden dar. Ungeachtet dessen liegen bisher nur wenige experimentelle Untersuchungen zur Beurteilung des Versagens schauminjizierter Böden unter mehraxialer Belastung vor. Dieser Beitrag zielt darauf ab, diese Wissenslücke zu schließen. Die Steifigkeit und Festigkeit des natürlichen Bodens, welche als Referenzgrößen zur Bewertung des Verbesserungseffekts infolge der Injektion dienen, werden aus drainierten Triaxialversuchen abgeleitet. Das mechanische Verhalten des schauminjizierten Bodens wird mittels Einaxial-, Triaxial- und Spaltzugversuchen untersucht. Der schauminjizierte Boden weist eine signifikant höhere Festigkeit und Steifigkeit, aber geringere Duktilität als der unbehandelte Boden auf. Die Duktilität des schauminjizierten Bodens nimmt mit steigender Seitendruckspannung zu. Die Spaltzugfestigkeit umfasst nur einen Bruchteil der Druckfestigkeit. Die Eignung der Bruchbedingungen Mohr-Coulomb, Hoek-Brown und Lade zur Beschreibung des Versagens von schauminjizierten grobkörnigen Böden wird überprüft. Die drei Bruchbedingungen eignen sich grundsätzlich, um den Bruchzustand bei triaxialer Kompression zu beschreiben. Für Druck- und Zugbeanspruchung erscheinen die Bruchbedingungen nach Hoek-Brown und Lade besser geeignet als Mohr-Coulomb.

Failure criteria for foam-grouted gravel under multiaxial loading
Foam grouting is an innovative method for improving the mechanical properties of cohesionless, coarse-grained soils. Despite this, only a few experimental studies have been conducted to assess the failure of foam-injected soils under multiaxial loading. This paper aims to fill this gap in knowledge. The stiffness and strength of the natural soil, which serve as reference values for the evaluation of the improvement effect due to the injection, are derived from drained triaxial tests. The mechanical behaviour of the foam-injected soil is investigated using uniaxial, triaxial, and splitting tensile tests. The foam-injected soil, exhibits significantly higher strength and stiffness but lower ductility than the untreated soil. The ductility of the foam-injected soil increases with increasing lateral pressure. The splitting tensile strength is only a small fraction of the compressive strength. The adequacy of the failure criteria Mohr-Coulomb, Hoek-Brown and Lade for the description of the failure of foam-injected coarse-grained soils is verified. All three failure criteria are basically suitable to describe the state of failure in triaxial compression. For compressive and tensile loading, the Hoek-Brown and Lade failure criteria seem to be more appropriate compared to Mohr-Coulomb.

Despite the widespread availability and superior information provided by the cone penetration test (CPT), dynamic probes like the DPH (dynamic probe heavy) remain an important soil investigation method under certain circumstances. In order to make use of the results of the DPH in the context of the vast body of interpretation and design methods developed for CPT tests, the drop count N10 of the DPH is correlated to the tip resistance qc of the CPT. There are numerous correlations between both values available in the standards and in the literature. However, any soil-related differences, limitations, and factors influencing those correlations are not necessarily obvious. The present paper presents a simple framework for the illustration of influencing factors and the interpretation of correlations between DPH and CPT. The proposed framework is based on the information provided in EN ISO 22476-1 and published scientific literature. Linear correlation factors based on the proposed framework are derived. These factors are then compared with our own field data and information from the literature.

Einflussfaktoren auf Korrelationen zwischen CPT und DPH
Trotz der vielen Vorteile der Drucksondierung (CPT) bleiben Rammsondierungen wie die schwere Rammsondierung (DPH) unter bestimmten Voraussetzungen ein wichtiges Werkzeug zur Erkundung des Baugrunds. Um bei der Auswertung der Ergebnisse auf die umfangreichen Interpretations- und Bemessungsmöglichkeiten, die für Drucksondierungen entwickelt wurden, zurückgreifen zu können, wird die Schlagzahl N10 (DPH) in einen Spitzendruck qc (CPT) umgerechnet. In den Normen und der Literatur werden zahlreiche Umrechnungsfaktoren zwischen den Werten zur Verfügung gestellt. Bodenbezogene Unterschiede, Einflussfaktoren und Einschränkungen sind dabei nicht notwendigerweise offensichtlich. Im vorliegenden Bericht wird ein einfaches Modell zur Veranschaulichung der unterschiedlichen Einflüsse und der Interpretation der Korrelationen zwischen DPH und CPT vorgestellt. Dieses basiert auf den Angaben aus EN ISO 22476-1 und der wissenschaftlichen Literatur. Auf Basis des vorgeschlagenen Modells werden Korrelationen hergeleitet und mit eigenen Daten aus Feldversuchen und Literaturangaben verglichen.

Suffosion ist ein hydromechanischer Prozess, welcher die Umlagerung und den Transport der feinen Partikel eines Bodens infolge einer Wasserströmung beschreibt. Um die Auswirkungen des Materialverlustes infolge Suffosion auf das Materialverhalten zu verstehen, wurden der Einfluss der Ausgangsdichte des Bodens auf die Masse des Materialverlusts, die volumetrische Verformung und die Änderung der Wasserdurchlässigkeit untersucht. Hierfür wurde die Struktur (Kontakt- und Kontaktkraftverteilung) eines suffosionsanfälligen Bodens qualitativ mithilfe von DEM-Simulationen dargestellt und ausgewertet. Anhand von Laborversuchen unter isotroper Belastung und konstanter Durchströmung wurden die Auswirkungen verschiedener Dichten experimentell untersucht. Mit steigender Materialdichte zeigten sich eine Abnahme des Materialverlustes, eine Abnahme der Verformungen und eine Abnahme der Wasserdurchlässigkeit infolge der Suffosion. Um die Änderung des mechanischen Verhaltens beschreiben zu können, wurden drainierte Triaxialversuche an nichtdurchströmten und durchströmten Proben durchgeführt. Hierbei zeigte sich, dass die drainierte Scherfestigkeit hauptsächlich von der Porenzahl des Grobmaterials vor der Scherung abhängt, unabhängig davon, ob diese künstlich oder infolge Durchströmung entstand.

Influence of density on suffusion behaviour of binary granular packings
Suffosion is a hydromechanical process that describes a rearrangement and transport of fine particles in soil as a result of water flow. In order to understand the effects of material loss due to suffosion on material behaviour, the influence of density on the mass of material loss, volumetric deformation and the change in permeability was investigated. For this purpose, the structure (contact and contact force distribution) of a soil susceptible to suffosion was qualitatively simulated and analysed with help of DEM. The effects of different densities were investigated experimentally by means of laboratory tests under isotropic load and constant flow. A decrease in material loss, a decrease in deformation and a decrease in permeability due to suffosion with increasing material density were found. In order to be able to describe the change in mechanical behaviour, drained triaxial tests were carried out on non-eroded and eroded samples, respectively. It was shown that the drained shear strength mainly depends on the void ratio of the coarse material before shearing, regardless of whether this was created artificially or as a result of flow.

DGGT-Mitteilungen:
DGGT-Mitgliederversammlung 2022
Vorstand der DGGT
37. Baugrundtagung 2022 in Wiesbaden
38. Baugrundtagung 2024 in Bremen
Fachsektionstage Geotechnik - 12./13. September 2023 in Würzburg
Fachsektion Umweltgeotechnik
ISSMGE International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
IAEG International Association for Engineering Geology and the Environment
IGS International Geosynthetics Society
DGGT-Geschäftsstelle
Junge DGGT: Baugrundtagung und alles drumherum

Persönliches:
Nachruf Hans Peter Tzschucke

CBTR-Nachrichten

Das aktuelle Urteil:
Lehrbuchentscheidung zum Vergaberecht
Verzug(skündigung) trotz Bedenken?
Beim Nachtrag auf Bauzeit achten
Unklares rechtzeitig aufklären!

geotechnik aktuell:
Einreichen für Jahrbuch Ingenieurbaukunst 2024
Ausschreibung der HTG Förderpreise 2023 der Hafentechnischen Gesellschaft e.V.

Reviewer

Baugrunderkundung, Baugrundverbesserung und Gründungen für Windenergieanlagen
Pfahl-Symposium
9. Deutscher Geotechnik-Konvent
Geotechnik-Tag 2023
37. Christian Veder Kolloquium
Grouting Fundamentals & Current Practice 2023
World Tunnel Congress 2023
7th Danube - European Conference on Geotechnical Engineering (17DECGE)
8. Felsmechanik- und Tunnelbautag
4. Fachsektionstage Geotechnik - Interdisziplinäres Forum
12th International Conference on Geosynthetics
15th ISRM Congress 2023
HTG Kongress 2023

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Das Bild zeigt den Hospitalhof in Stuttgart. Dieser steht auf dem Boden des ehemaligen Stuttgarter Dominikanerklosters.
Foto: Paul Menz/Unsplash

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Im Zuge der Entwicklung einer neuen Generation von Eurocodes werden auch die europäischen Mauerwerksnormen einer Evolution unterzogen. Dabei werden neue Entwürfe für alle vier Teile der EN 1996 erarbeitet - die finalen Entwurfsfassungen liegen mittlerweile vor. Für die Bemessung von Mauerwerkswänden in Deutschland sind insbesondere die in der DIN EN 1996-3 geregelten vereinfachten Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerksbauten relevant. Bei Vergleichsberechnungen mit den aktuell in Deutschland bauaufsichtlich eingeführten Normen (DIN EN 1996-3 in Verbindung mit DIN EN 1996-3/NA) und dem vorliegenden Entwurf der europäischen Norm (prEN 1996-3:2021) haben sich besonders für Mauerwerkswände mit Druckfestigkeiten von fk < 2,0 N/mm2 und für Konstruktionen mit teilaufliegender Decke deutliche Unterschiede in den maximal möglichen Tragfähigkeiten gezeigt. Die Unterschiede in den Regelungen und die daraus resultierenden Abweichungen in den Bemessungsergebnissen werden in diesem Beitrag aufgezeigt und erläutert. Der inhaltliche Fokus des Dokuments liegt dabei auf Porenbeton-Mauerwerk.

Bauwerksdiagnostische Untersuchungen sind die Voraussetzung für eine verlässliche Bewertung von bestehenden Tragwerken. Häufig fehlen konkrete und realistische Informationen über den tatsächlichen Bauwerkszustand und damit die Eingangsgrößen für die rechnerische Nachweisführung. Anders als bei Neubauten müssen diese Annahmen nicht geschätzt und durch zusätzliche Sicherheitselemente abgedeckt werden, sondern können zuverlässig mit ihrer tatsächlichen Eigenschaft sowie Streuung am Bestandstragwerk erfasst werden. Die Bauwerksdiagnostik bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten, den Bestand und Zustand der Materialien sowie Konstruktionen realitätsgetreu zu erkunden. Die digitale Revolution des Bauwesens bedingt neue Konzepte, mit denen es gelingt, unsere bestehenden Tragwerke wesentlich effizienter und v. a. länger nutzen zu können. Der digitale Bauwerkszwilling ermöglicht die Zusammenführung und Verknüpfung von Daten unterschiedlichster Struktur und Herkunft. Damit müssen zwangsweise auch bauwerksdiagnostische Daten konsequent digitalisiert, in solche digitalen Zwillinge integriert und in Kombination mit den weiteren Bestands- und Zustandsdaten für den Nutzer aufbereitet werden. Dieser methodische Ansatz des Structural Information Modeling bildet die Grundlage für eine realistischere und zuverlässigere Bewertung bestehender Bauwerke.

Innerhalb der Systemgrenze Erde sind die vom Menschen nutzbaren Ressourcen faktisch begrenzt. Dennoch steigt der Verbrauch natürlicher Ressourcen durch ein anhaltendes Wachstum der Weltbevölkerung und einen Anstieg des Wohlstands in vielen Regionen jährlich weiter an. Die gebaute Umwelt (v. a. in Form von Städten und urbanen Strukturen) gehört zu den Haupttreibern des Ressourcenverbrauchs. In der hier vorgestellten Studie wird in einer phänomenologischen Untersuchung die Auswirkung bestimmter Parameter auf den Ressourcenverbrauch von typischen Wohnbauten analysiert. Darin werden das klassische Einfamilienhaus, vier- und sechsgeschossige Mehrfamilienhäuser und 20- bzw. 40-geschossige Wohnhochhäuser quantifiziert und in drei unterschiedlichen urbanen Dichten in einem städtischen Kontext betrachtet. Darauf aufbauend zeigt eine Fallstudie Optimierungspotenzial für Hochhäuser auf, die sich unter bestimmten Umständen als eine nachhaltige Gebäudetypologie erweisen können.

Stütz- und Schutzkonstruktionen aus Naturstein zählen zu Standardbauwerken im Straßen- und Eisenbahnbau sowie im angrenzenden Ingenieurbau. Dabei wird zwischen unvermörtelten und vermörtelten Steinkonstruktionen unterschieden, wobei bei Letzteren die Fugenausbildung mittels Betonmörtel erfolgt. Diese Ausbildung der Fuge dient zur Verbesserung der Kraftübertragung zwischen den einzelnen Steinen, führt zu einer Reduzierung von Bauwerksverformungen und bringt gegenüber unvermörtelten Konstruktionen insgesamt eine Erhöhung der inneren Standsicherheit mit sich. Durch die Interaktion zwischen Stein und Betonmörtel können Schubkräfte übertragen bzw. aufgenommen werden, die insbesondere einem auftretenden Erddruck entgegenwirken: die Scherparameter Kohäsion (Haftfestigkeit) und Reibungswinkel bauen einen Widerstand gegen mögliche Schubbeanspruchung auf und spielen eine wesentliche Rolle hinsichtlich der Tragfähigkeit derartiger Bauwerke. In dieser Studie wird versucht, mittels experimenteller Laborversuche eine quantitative Abschätzung von Werten für Haftfestigkeit und Reibungswinkel abzuleiten. Darüber hinaus sollen die Eigenschaften von üblicherweise verwendeten Betonmörteln erfasst werden. Übergeordnetes Ziel ist es, Rückschlüsse auf die innere Stabilität derartiger Steinstützkörper zu ziehen und so Grundlagen für die Bemessung von Steinstützkörpern darzulegen.

Persönliches:
Nachruf zum Tod von Michael Gierga

Veranstaltungen:
Internationales Xella Fachkolloquium:
Wege zur Dekarbonisierung in der Baubranche

Nachrichten:
Bundesbauministerin Klara Geywitz lobt Entwicklung der Seilroboter-Technologie für den Mauerwerksbau
Einreichen für das Jahrbuch Ingenieurbaukunst 2024
Ziegel - das Beste aus Mutter Erde

Veranstaltungen:
Call for papers - 12. Symposium Experimentelle Untersuchungen von Baukonstruktionen (SEUB)

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Für außergewöhnliche Wetterereignisse “nur noch eingeschränkt belastbar”, lautete das Ergebnis einer umfassenden Prüfung, welcher die Dachkonstruktion der Friedrich-Sponsel-Sporthalle in Erlangen unterzogen wurde. DOMICO schuf mit einem Leichtbau-Dachsystem von 30 m Spannweite Abhilfe. Das neue Dach hatte nicht nur alle konstruktiven Anforderungen zu erfüllen, es sollte auch einen störungsarmen Hallenbetrieb bei gleichzeitig kurzer Bauzeit ermöglichen. Das kompakte Leichtbauelement des Herstellers erfüllt bei maximaler Vorfertigung und zeitsparender Montage höchste Anforderungen an Wirtschaftlichkeit, Wärme- und Wetterschutz. Das DOMICO Element-Dach besteht aus Tragprofilen, Kassetten, mineralischer Wärmedämmung sowie Halteprofilen und wird objektbezogen bereits im Werk mit allen vorgegebenen Durchbrüchen hergestellt. (Foto: Domico)