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Jahresinhaltsverzeichnis geotechnik 2015geotechnik1/2016Jahresinhaltsverzeichnis

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Vrettos, ChristosNachhaltig experimentierengeotechnik1/20161Editorial

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Missal, Christian; Gährken, Andreas; Stahlmann, JoachimEin thermisch-mechanisches Stoffmodell für Steinsalz mit Berücksichtigung von Schädigung, Bruch und Verheilunggeotechnik1/20162-17Fachthemen

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Aktuell werden Grubengebäude im Steinsalz für die Endlagerung von schwach- und mittelradioaktiven oder chemotoxischen Abfällen genutzt. Um für diese Grubengebäude Aussagen zur Integrität der Barriere zu machen oder um geotechnische Abdichtungsbauwerke zu bemessen, sind numerische Werkzeuge erforderlich. Am Institut für Grundbau und Bodenmechanik der Technischen Universität Braunschweig ist für Prognoseberechnungen das Stoffmodell TUBSsalt entwickelt worden. Die Formulierung des Stoffmodells erlaubt die Abbildung der wesentlichen Kriechvorgänge sowie der Phänomene Schädigung, Bruch und Verheilung. Ebenso wird der Einfluss der Temperatur auf das mechanische Verhalten berücksichtigt. Die erforderlichen Parameter können anhand von Laborversuchen bestimmt werden. Die Implementierung des Stoffmodells erfolgte in zwei unterschiedlichen numerischen Programmsystemen der Methode der Finiten Elemente und der Methode der Finiten Differenzen. Mit einem einheitlichen Parametersatz für einen Salztyp kann eine gute Übereinstimmung zwischen den berechneten Daten und den Versuchsergebnissen erzielt werden. Um ein vielseitiges und zuverlässiges Werkzeug zur Bemessung von Hohlräumen im Salzgebirge zu erhalten, wird die Validierung des Stoffmodells auch an komplexeren Strukturen fortgesetzt.

A thermal-mechanical constitutive model for rock salt with consideration of damage, failure and healing.
Numerous mine workings in rock salt are used in the present for the disposal of low and intermediate level radioactive waste or chemo-toxic waste. In order to get information about the integrity of the mine workings' barrier or to calculate geotechnical sealing structures, numerical tools are necessary. For this purpose, the constitutive model TUBSsalt was developed at the Institute for Soil Mechanics and Foundation Engineering of the Technische Universität Braunschweig. The constitutive model's formulation enables the simulation of the significant creeping mechanisms as well as damage, failure and healing. The influence of the temperature on the mechanical behavior is also considered. The parameters can be determined by laboratory tests. The implementation of the constitutive model is realized in two different numerical program systems. By using a uniform set of parameters for a type of salt a good match between the calculated data and the measured data can be achieved. In order to get a versatile and reliable tool for the calculation of cavities in rock salt, the validation of the constitutive model will be continued with more complex structures.

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Seitz, Karlotta-Franziska; Pucker, Tim; Grabe, JürgenTopologieoptimierung in der Geotechnik: Anwendung auf Gründungsstrukturen und Validierunggeotechnik1/201618-28Fachthemen

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Die Anwendung von Strukturoptimierung im Bereich der Geotechnik wird in diesem Artikel vorgestellt. Der generelle strukturelle Aufbau (Topologie) eines Streifenfundaments wird hinsichtlich des Verformungsverhaltens optimiert. Zur Topologieoptimierung wird die Solid-Isotropic-Material-with-Penalization-(SIMP)-Methode angewendet. In diesem Artikel wird dafür eine Finite-Elemente-Analyse mit einem entsprechendem Optimierungsalgorithmus gekoppelt. Für die FE-Analyse wird ein hypoplastisches Stoffmodell zur Modellierung von Materialübergängen angewendet. Untersucht werden vier ebene Lastfälle. In einer anschließenden Validierung mit physikalischen 1-g-Modellversuchen werden nachgebildete optimierte Gründungsstrukturen belastet und mit alternativen volumengleichen Fundamenten hinsichtlich ihres Last-Verformungs-Verhaltens verglichen. Die präsentierte Untersuchung zeigt sowohl die Anwendbarkeit als auch das Potenzial der Topologieoptimierung in der Geotechnik.

Topology optimization in geotechnical engineering: application to foundations and validation.
This article presents the application of structural optimization in geotechnical engineering. The general design (topology) of a foundation strip is optimized with respect to its deformation behaviour within the service limit state. The SIMP-method is applied for the topology optimization. Hence, a finite element analysis with Abaqus is combined with an adequate optimization algorithm. A hypoplastic constitutive model for modeling material transitions is used for finite element analysis. Four load cases will be examined. The optimized topology design will be reproduced for the following validation with 1 g physical models. A comparison of the load deformation behavior with non optimized foundations with equal volume is carried out. The presented study shows the applicability and potential of topology optimization in geotechnical engineering.

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Schüßler, MaikAuswertung von Setzungsmessungen an Brückenbauwerken am Berliner Ringgeotechnik1/201629-39Fachthemen

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Seit 1996 wurden sieben Autobahndreiecke am Berliner Ring umgestaltet. Hierzu erfolgte der Neubau von Großbrücken mit Gesamtlängen bis 200 m. Die Gründung der Pfeiler und Widerlager wurde ausnahmslos als Flachgründung ausgeführt. Nach DIN 4019 sind für Setzungsberechnungen vorzugsweise Rechenmoduln E* durch Rückrechnung von Setzungsbeobachtungen zu gewinnen. Die an den Bauwerken ausgeführten Setzungsmessungen wurden ausgewertet. Mit den vorliegenden Messergebnissen konnten durch Rückrechnung für Sand und Geschiebemergel Rechenmoduln E* ermittelt werden. Durch Vergleichsrechnungen fanden diese Bestätigung und können für zukünftige Setzungsprognosen an Brückenbauwerken in gleichartigen Böden Verwendung finden.

Evaluation of settlement measurements at bridge constructions along highway Berliner Ring.
Seven highway interchanges along highway A 10 Berliner Ring have been reconstructed since 1996. Large new bridges with length of up to 200 m were built in the frame of that projects. The foundations of the piers and abutments are designed and constructed as shallow foundations on sand and boulder clay. Settlement prediction was done by means of back calculated modulus of elasticity E* based on measured settlements. The main project details, subsoil conditions and results from measurements as well as back calculations are presented in the paper. The results are shown to be in good agreement and can be used for settlement prediction of shallow foundations on similar subsoil conditions.

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Gußmann, Peter; König, Diethard; Schanz, TomDie Methode der kinematischen Elemente in der Geotechnik - aktuelle Entwicklungen und Anwendungengeotechnik1/201640-53Fachthemen

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Die Berechnung von Grenzzuständen in Böden und Fels im Hinblick auf die Tragfähigkeitsbestimmung und Standsicherheitsanalysen ist eine klassische Aufgabe des Grundbaus. Eine leistungs- und anpassungsfähige Methode zur Lösung solcher Probleme ist die Kinematische-Element-Methode (KEM), welche vom ersten Verfasser vor etwa 30 Jahren vorgestellt wurde. Diese wurde seitdem kontinuierlich weiterentwickelt und auf ein immer breiteres Aufgabenfeld angewendet. Nach einer kurzen Einführung in die Grundlagen der KEM wird in diesem Beitrag deren Anwendung auf komplexe Fragestellungen anhand von Beispielen vorgestellt und diskutiert. Behandelt werden die Bestimmung von Grundbruchlasten bei tief liegender Fundamentsohle und benachbarten Fundamenten, das Trapdoor-Problem und die Berechnung der Tragfähigkeit von Plattenankern. Die Möglichkeit der Optimierung einer Böschungsgeometrie wird aufgezeigt sowie ein Konzept zur Berücksichtigung teilgesättigter Bodenverhältnisse und räumlicher Einflüsse beschrieben.

The method of kinematical elements in geotechnics - new developments and applications.
The prediction of limit states in soils and rocks is a classical task in foundation engineering. An efficient and adaptable tool to solve such problems is the kinematical element method (KEM), which has been presented by the first author nearly 30 years ago. This method has been improved continuously and has been applied to a more and more broad field of problems. Following a short introduction to the basic principles of the method a number of applications of KEM to complex topics is presented and discussed. Bearing capacity of deep footings and of two adjacent interfering footings, the trap door problem and the ultimate load of plate anchors are studied. The potential of optimizing the geometry of a slope is demonstrated and approaches to take into account unsaturated soil conditions as well as three dimensional effects are shown.

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Fu, Jinyang; Klapperich, Herbert; Azzam, Rafig; Yang, JunshengModelling of surface settlements induced by a non-uniformly deforming tunnelgeotechnik1/201654-65Fachthemen

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The design of tunnels requires the proper prediction of surface settlements for estimating the potential impact on adjacent structures. In computational methods, accurate prediction of the tunnelling-induced surface settlements should consider the features of the non-linear elastic soil behaviour, the tunnel deformation boundary condition and the tunnelling details. In this paper the tunnel-deforming mechanism is modelled by an analytical approach to account for the three different tunnel-deforming components, i.e. ground loss, ovalization and vertical translation. The deformation around the tunnel profile was shown to be highly non-uniform. Such a tunnel deformation model was then integrated into the numerical analysis to investigate how the influences affect the predicted surface settlement profile. The capacity and applicability of the proposed procedure were explored by means of a parametric study. Results indicate that a realistic tunnel-deforming pattern combined with a soil model that can take account of stiffness decay at small strains can lead to a more accurate prediction of tunnelling-induced settlement profiles.

Modellierung von Oberflächensenkungen durch ungleichmäßige Verformungen eines Tunnels.
Der Entwurf von Tunneln erfordert eine genaue Vorhersage von Oberflächensenkungen zur Abschätzung der möglichen Auswirkungen auf angrenzende Bauwerke. Im Rechenverfahren sollte eine genaue Vorhersage der durch den Tunnelbau hervorgerufenen Oberflächensenkungen die Eigenschaften des nichtlinearen, elastischen Bodenverhaltens, die Randbedingungen der Tunneldeformation und Einzelheiten des Tunnelbaus berücksichtigen. In dieser Arbeit wurde der Tunnelverformungsmechanismus durch eine analytische Herangehensweise dargestellt, um drei verschiedene Tunnelverformungskomponenten, d. h. Masseverlust, Ovalisierung und vertikale Translation, zu berücksichtigen. Die Verformung rund um das Tunnelprofil erwies sich als höchst uneinheitlich. Ein solches Tunnelverformungsmodell wurde dann in der numerischen Analyse angewandt, um die Auswirkungen der Einflussfaktoren auf das vorhergesagte Profil der Oberflächensenkung zu erforschen. Die Kapazität und die Anwendbarkeit des vorgeschlagenen Verfahrens wurden von einer Parameterstudie untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass ein realistisches Tunneldeformationsmuster zusammen mit einem Bodenmodell, welches Festigkeitsverlust bei kleiner Belastung berücksichtigen konnte, zu einer genaueren Vorhersage des durch den Tunnelbau verursachten Bodensenkungsprofils führen können.

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DGGT-Mitteilungen: geotechnik 1/2016geotechnik1/201666-69DGGT-Mitteilungen

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Persönliches: geotechnik 1/2016geotechnik1/201669-71Persönliches

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In memoriam Em. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Martin Fuchsberger M.Sc.
In memoriam Prof. Dr. Edmund Krauter
Paul von Soos, Leitender Akademischer Direktor i. R., wurde 90

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Meier, Günter15. Altbergbau-Kolloquium in Leobengeotechnik1/201671Tagungsbericht

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CBTR-Nachrichten: geotechnik 1/2016geotechnik1/201672-74CBTR-Nachrichten

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Dissertationen: geotechnik 1/2016geotechnik1/201674-79Dissertationen

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Über Bauwerkssetzungen. Von Manfred Frossgeotechnik1/201679-80Bücher

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Geotechnische Nachweise und Bemessung nach EC 7 und DIN 1054 - Grundlagen und Beispiele. Von Conrad Boleygeotechnik1/201679Bücher

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Berufliche Weiterbildung am BSZ "Julius Weisbach"geotechnik1/201680-81geotechnik aktuell

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Zuschrift zum Beitrag "Zur lateralen Bettungssteifigkeit von Pfählen mit großen Durchmessern bei kleinen Verformungen"geotechnik1/201681-82Zuschrift

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Termine: geotechnik 1/2016geotechnik1/201683-84Termine

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Inhalt: Mauerwerk 1/2016Mauerwerk1/2016Inhalt

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Jahresinhaltsverzeichnis 2015Mauerwerk1/20161-12Jahresinhaltsverzeichnis

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Rast, RonaldReady for the Future with Masonry ? / Mit Mauerwerk sicher in die Zukunft ?Mauerwerk1/20161-2Editorial

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Breitschaft, GerhardCJEU Judgment, Standardisation and Eurocode 6 / EuGH-Urteil, Normung und Eurocode 6 - Aktuelle Fragen im Mauerwerksbau - Focus on current challenges for the masonry industry from a regulatory perspective / Eine Betrachtung aus bauaufsichtlicher PerspektiveMauerwerk1/20163-8Fachthemen

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This article reviews current challenges for the masonry industry from a regulatory perspective. First, the CJEU judgment and its consequences will be discussed. The judgment of 16 October 2014 will make fundamental changes in the German regulatory system necessary. How these will be implemented is not yet clear so that this article can only give an overview of the present situation (September 2015) in the discussions. What is clear is that the changes in the regulatory system will have repercussions in the field of standardisation. These repercussions will be outlined - in general and specifically for the masonry sector - in the second part of this article. Finally, the paper will look at the progress in the implementation of Eurocode 6 (Design of masonry structures).

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Termine: Mauerwerk 1/2016Mauerwerk1/20168Termine

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Knaack, UlrichInnovative façade technology using masonry - Solid construction 2.0 / Innovative Fassadentechnik mit Mauerwerk - massiv construction 2.0Mauerwerk1/20169-15Fachthemen

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This article illustrates the solid building envelope both as an integral system and in terms of its potential for additive manufacturing. The Façade Research Group at the TU Delft works on the building envelope, investigating strategic and process support for development and planning processes and renovation technologies, as well as functionally integrated building envelopes. The Institute of Structural Mechanics and Design at the TU Darmstadt undertakes research and development in the areas of materials technologies (glass, polymers) and additive manufacturing as they relate to building structure.

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PORIT - Brochure for Aerated Concrete Masonry / PORIT - Broschüre zu Porenbeton-MauerwerkMauerwerk1/201615Firmen und Verbände

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Walberg, DietmarSolid and timber construction in residential buildings / Massiv- und Holzbau bei WohngebäudenMauerwerk1/201616-31Fachthemen

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In the context of a comprehensive analysis of the current situation in Germany’s residential sector as regards construction costs and developments in these, the Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.V. (ARGE) undertook a specific study to investigate the use of the main materials for building walls (using both solid and timber construction methods) in residential buildings. In order to obtain comparable data, two buildings typical of the residential sector were modelled: an apartment block and a detached house. These reflect the current building situation in Germany.
It should be noted that for both multi-storey buildings and detached homes, if we look at the median cost, it is more economical to use masonry for the basic structure than timber. The cost advantage of the solid construction method over the timber method for detached houses is 4 %, and the median advantage for apartment blocks is between 4.7 and 6 %.
The studies we used in our assessment of the sustainability of the building materials used (for example from TU Darmstadt) conclude that both construction methods (solid and timber) are comparable in terms of the ‘ecological balance sheet’ results achieved over their entire life cycles and occupancy phases.

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