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TBM DiGs 2022Geomechanics and Tunnelling1/2023Cover Pictures

Kurzfassung

The 27 km long second track between Divaca and Koper is one of Slovenia's most important infrastructure projects and includes seven tunnels with a total length of approx. 20.5 km. For tunnel T7 - Mlinarji above the Ospska valley in rni Kal, DSI Underground supplies all ground support equipment. (photo: DSI Underground)
Die 27 km lange zweite Bahnstrecke zwischen Divaca und Koper ist eines der größten Infrastrukturprojekte in Slowenien und beinhaltet den Bau von sieben Tunneln mit einer Gesamtlänge von rund 20,5 km. Für den Tunnel T7 oberhalb des Ospska-Tals in rni Kal liefert DSI Underground sämtliche Stützmittel. (Foto: DSI Underground)

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Content: Geomechanics and Tunnelling 1/2023Geomechanics and Tunnelling1/2023Contents

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Geomechanics and Tunnelling: Table of contents Volume 15 (2022)Geomechanics and Tunnelling1/2023Annual table of contents

Kurzfassung

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Galler, RobertInternational tunneller meeting in Leoben / Internationales Tunnelbauer-Treffen in LeobenGeomechanics and Tunnelling1/20232Editorials

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News: Geomechanics and Tunnelling 1/2023Geomechanics and Tunnelling1/20233-12News

Kurzfassung

Final major tunnelling contract awarded for Sydney Metro West - Letzter großer Tunnelbauauftrag für Sydney Metro West vergeben
Implenia builds Boknafjord tunnel in Norway - Implenia baut Boknafjord-Tunnel in Norwegen
Contracts for main tunnel and materials management for second tube of Gotthard road tunnel - Verträge über Haupttunnel und Materialbewirtschaftung für zweite Röhre Gotthard Straßentunnel
Greywacke - Rock of the Year 2023 - Grauwacke - Gestein des Jahres 2023
Carcassing work in the Albula Tunnel complete - Roharbeiten im Albulatunnel abgeschlossen
Second tube of Long Itchington Wood Tunnel launched - Zweite Röhre der Long Itchington Wood Tunnels angefahren
Shell construction of cross passages in Rastatt Tunnel complete - Querschläge im Tunnel Rastatt im Rohbau fertig
Blast driving in Cholfirst safety tunnel started - Sprengvortrieb im Sicherheitsstollen Cholfirst gestartet
North Portal of Brenner Base Tunnel is taking shape - Nordportal des Brenner-Basistunnels nimmt Gestalt an
New Wendlingen-Ulm line goes into operation - Neubaustrecke Wendlingen-Ulm in Betrieb
Call for papers - Topics for the next issues of Geomechanics and Tunnelling - Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

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Lehmann, Gabriel; Käsling, Heiko; Praetorius, Steffen; Seng, Frederic; Thuro, KuroschSmall-diameter tunneling in difficult ground - Analysis of TBM performance in hard rockGeomechanics and Tunnelling1/202315-21Topics

Kurzfassung

Small-diameter tunneling in hard rock is increasingly widespread due to the need for new and longer utility tunnels comprising sewer, stormwater, freshwater, or hydropower as well as cable tunnels and casings for pipelines transporting gas or hydrogen. Utility tunnels have to deal with a wide range of geological settings, like small overburden, weathered rock, rock-soil transitions, as well as fractured or intact hard rock with high strength and abrasivity. A database has been created including 35 hard rock projects with diameters between 1 and 5 m as well as more than 70,000 m of tunnel alignments, with a median drive length of less than 500 m. Challenges in creating it and some early interpretations based on the contents of the database are presented. Details about an exemplary pipe jacking project in basement rocks in Brittany, France, are given. The large variety in this small-diameter range in hard rock includes different TBM types, cutterhead designs, cutter types, and geotechnical conditions. Potential pitfalls in small-diameter TBM data analysis are shown and general drive parameter trends and penetration prediction approaches are presented and set in relation to the geotechnical conditions. Our analysis shows that difficult ground conditions do not only incorporate rocks with very high strength, but also generally weak rocks like schist or limestone could be responsible for low penetration rates and high thrust forces.

Tunnelbau mit kleinem Durchmesser in schwierigem Untergrund - Analyse der TBM-Leistung in hartem Fels
Die Anzahl an Tunnelbauprojekten mit kleinen Durchmessern in Gesteinen mit hohen Festigkeiten nimmt seit einigen Jahren stark zu, da neue und zunehmend längere Versorgungstunnel benötigt werden. Diese sogenannten Utility Tunnels sind mit einer Vielzahl von geologischen Gegebenheiten konfrontiert, wie geringe Überdeckung, starke Alteration der Gesteine, heterogene Ortsbrustbedingungen sowie Gesteine mit hoher Festigkeit und Abrasivität. Eine Datenbank mit zurzeit mehr als 35 Hartgesteinsprojekten mit Durchmessern zwischen 1 und 5 m sowie 70.000 m Tunneltrassen mit einer mittleren Projektlänge von weniger als 500 m wurde erstellt. Die Herausforderungen bei der Erstellung der Datenbank sowie einige erste Interpretationen auf der Grundlage des Inhalts der Datenbank werden vorgestellt. Weiterhin werden Details über ein beispielhaftes Rohrvortriebsprojekt im Grundgebirge der Bretagne, Frankreich, präsentiert. Die große Vielfalt in diesem kleinen Durchmesserbereich im Hartgestein umfasst unterschiedliche TBM-Typen, Schneidkopfdesigns, Werkzeugtypen und geotechnische Bedingungen. Es werden mögliche Fallstricke bei der Analyse von TBM-Daten aus Projekten mit kleinen Durchmessern aufgezeigt und allgemeine Trends bei den Antriebsparametern sowie Ansätze zur Vorhersage der Penetration vorgestellt und in Bezug zu den geotechnischen Bedingungen gesetzt. Unsere Analyse zeigt, dass schwierige Untergrundverhältnisse nicht nur Gesteine mit sehr hoher Festigkeit umfassen, sondern auch geringfeste Gesteine wie Schiefer oder Kalkstein für niedrige Vortriebsraten und hohe Anpresskräfte verantwortlich sein können.

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Bisenberger, TobiasInnovative contract and compensation model in mechanised tunnelling - Calculation of the deviating construction time based on digital excavation and process dataGeomechanics and Tunnelling1/202322-27Topics

Kurzfassung

The handling of a tunnel construction project poses great challenges for all those involved. Variables that cannot be clearly quantified can arise during the entire process of the project. The subsoil in tunnelling is one of these parameters which is difficult to forecast. The geological and hydrogeological conditions must be assessed during the planning phase with the help of exploratory measures and from the experience from projects that have already been built.
During the execution work, deviations from the documents on which the target determination is based occur in almost all underground construction projects. These changes can either cause a change in the construction process and/or lead to a different construction time in relation to the calculated duration.
Based on this initial situation, the development of an innovative contract and remuneration model for machine tunnelling appears to be important. The main focus of the model is to generate a transparent and comprehensible method of how the remuneration-worthy portion can be calculated in the case of a different construction time in mechanised tunnelling. In order to ensure this transparency and traceability of the system to be developed, the data records that can be digitally recorded during the tunnelling work are used as a fundamental basis for the created model.

Innovatives Vertrags- und Vergütungsmodell im maschinellen Tunnelvortrieb - Ermittlung der abweichenden Bauzeit auf Basis digitaler Vortriebs- und Prozessdaten
Die Abwicklung eines Tunnelbauprojekts stellt alle Beteiligten vor große Herausforderungen. Während des gesamten Projektverlaufs können Variablen auftreten, die nicht eindeutig quantifizierbar sind. Der Baugrund im Tunnelbau ist einer dieser schwer zu prognostizierenden Parameter. Die geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse müssen in der Planungsphase mit Hilfe von Erkundungsmaßnahmen und den Erfahrungen aus bereits realisierten Projekten beurteilt werden.
Während der Ausführungsarbeiten kommt es bei fast allen Tunnelbauprojekten zu Abweichungen von den der Kalkulation zugrundeliegenden Planungsunterlagen. Diese Änderungen können entweder einen geänderten Bauablauf und/oder zu einer abweichenden Bauzeit im Verhältnis zur kalkulierten Dauer zur Folge haben.
Ausgehend von dieser Ausgangssituation erscheint die Entwicklung eines innovativen Vertrags- und Vergütungsmodells für den maschinellen Tunnelbau als sinnvoll und notwendig. Der Schwerpunkt des Modells liegt darin, eine transparente und nachvollziehbare Methode zu generieren, wie der vergütungswürdige Anteil bei einer abweichenden Bauzeit im maschinellen Tunnelvortrieb berechnet werden kann. Um die Transparenz und Nachvollziehbarkeit im entwickelten Modell zu gewährleisten, werden die Datensätze, die während der Vortriebsarbeiten digital erfasst werden können, als wesentliche Grundlage verwendet.

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Hassanpour, Jafar; Goodarzi, Saeed; Yagiz, Saffet; Rostami, Jamal; Sarem, Milad DavariSoft sedimentary rocks and their boreability characteristics in mechanised tunnelling projectsGeomechanics and Tunnelling1/202328-37Topics

Kurzfassung

Soft sedimentary rocks are frequently found in many mountainous regions of the world like Zagros Mountains located in the south and west of Iran, where most of Iran's water conveyance projects have been constructed or are under construction. These rocks usually contain considerable amounts of different types of clay minerals. The clay mineral-rich rocks cause many problems in the deep and long mechanised tunnelling projects. In particular, the boreability of these rocks is very different from other rocks, and due to their plastic behaviour and the lack of complete formation of chips during the cutting process by disc cutters, the prediction of cutterhead penetration in these rocks, with existing models, is often inaccurate. In this paper, a new model for estimating the disc cutter penetration in these rocks is introduced, which is based on data obtained from the main tunnelling projects completed in sedimentary rocks of Zagros Mountains. Then, the validity of the developed model is checked using actual data obtained from a tunnel recently constructed in the area. The new model can offer a more accurate estimate of machine performance in similar rocks.

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Poisel, Alexander; Meier, Alexander; Bach, DietmarThe application of the guideline for the geotechnical design of underground structures with TBM excavation in AustriaGeomechanics and Tunnelling1/202338-46Topics

Kurzfassung

In 2013, the Austrian Society for Geomechanics published the Guideline for the Geotechnical Design of Underground Structures with TBM Excavation. The Guideline contains general procedures for the geotechnical design and construction. In the design phase, the first steps are evaluating different ground conditions by classifying different ground types, different ground behaviours, their categorization into ground behaviour types, and the determination of construction measures derived from the ground behaviour. On this basis the expected system behaviour in each system sector of the tunnel boring machine (TBM) is predicted and described in detail to enable comparison in the construction phase. In the construction phase, geotechnical relevant ground parameters as well as observations regarding the actual system behaviour are recorded and compared with the assumptions of the design. The geotechnical design is updated continuously based on the encountered ground conditions and geotechnical observations. The improved quality of the geotechnical model allows an optimization of the construction while meeting all safety and environmental requirements. In the first part of the article, the general procedures of the guideline are described and parameters to describe the system behaviour in each system sector adequately are listed. In the second part of the article, the implementation of the guideline during design and construction at the Semmering Basetunnel in Austria is described.

Die Anwendung der Richtlinie für die geotechnische Planung von Untertagebauten mit kontinuierlichem Vortrieb in Österreich
2013 veröffentlichte die Österreichische Gesellschaft für Geomechanik die Richtlinie für die geotechnische Planung von Untertagebauten mit kontinuierlichem Vortrieb. Die Richtlinie enthält allgemeine Verfahren für die geotechnische Planung und Ausführung. In der Planungsphase werden in einem ersten Schritt die Baugrundverhältnisse analysiert, indem verschiedene Gebirgsarten und darauf aufbauend unterschiedliches Gebirgsverhalten definiert werden. Für jedes Gebirgsverhalten werden unter Beachtung der projektspezifischen Rahmenbedingungen bautechnische Maßnahmen abgeleitet. Anschließend kann durch die Zusammenschau von bautechnischen Maßnahmen und Gebirgsverhalten das Systemverhalten in jedem Maschinenbereich abgeleitet werden. Während der Ausführung werden geotechnisch relevante Baugrundparameter und Beobachtungen zum Systemverhalten dokumentiert und mit den Annahmen der Planung verglichen und die geotechnische Planung wird kontinuierlich aktualisiert. Durch diese Verfeinerung des Geotechnischen Modells können die bautechnischen Maßnahmen ständig optimiert werden. Im ersten Teil des Beitrages werden die allgemeinen Verfahren der Richtlinie beschrieben. Es wird eine Liste mit beobachtungsrelevanten Parametern angeführt, um das Systemverhalten in jedem Maschinenbereich nachvollziehbar zu beschreiben. Im zweiten Teil wird die Anwendung der Richtlinie während der Planung und der Ausführung am Beispiel des Semmering Basistunnels in Österreich erklärt.

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Bianchi, Gianpino WalterAnalysis of TBM parameters during tunnelling in adverse conditions - The case study of the Frejus Safety Tunnel, Western AlpsGeomechanics and Tunnelling1/202347-52Topics

Kurzfassung

One of the main hazards during tunnel boring machine (TBM) excavation in hard rock is related to the occurrence of unforeseen adverse conditions, leading to unfavourable rock mass behaviour during tunnel boring. In this respect, the continuous analyses of TBM excavation parameters may represent an interesting tool for a continuous monitoring of geotechnical conditions at the tunnel face and for early detection of changing ground conditions in the rock mass. This work provides a back-analysis of TBM data recorded during the excavation of the Frejus Safety Tunnel, bored across the French-Italian border in the Western Alps. It is a 13 km-long tunnel excavated by a 9.4 m diameter, single-shield TBM through strongly anisotropic calcareous schist, with cover up to 1800 m. Main problems faced during TBM excavation were related to the local occurrence of buckling-related convergence and consequent asymmetrical loading on the precast segment rings. Correlating TBM performance parameters to the encountered geological and geomechanical conditions provides the possibility to identify which parameters are most affected by geomechanical properties of the rock mass at the tunnel face and by rock mass behaviour. Conversely, the analysis indicates which parameters can be adopted as monitoring tool of ground conditions during TBM advance. In addition, this work highlights how buckling phenomena can be distinguished, in terms of TBM operation and performance, from other adverse conditions as, e.g., blocky ground or squeezing.

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Wannenmacher, Helmut; Schlicke, MarcelAnalyses of Pre-Excavation Grouting for TBM TunnellingGeomechanics and Tunnelling1/202355-59Topics

Kurzfassung

Pre-excavation grouting (PEG) is essential for mitigating groundwater inflow to unlined tunnel structures. Prevention of initial water inflow proved best practice to balance groundwater conditions throughout the utilisation of a tunnel. The grouted rock mass acts as a circumferential sealing barrier instead of a secondary lining to minimise groundwater inflow to an acceptable level over the structure's lifetime. The construction of unlined tunnels relies on existing favourable in-situ rock mass conditions with an overall low hydraulic head, mainly to keep the effort of grouting inferior and avoid an unbalanced proportion of pre-excavation grouting during the tunnel construction works.
From the operational perspective of tunnelling works, pre-excavation grouting delineates the continuous excavation process of a TBM and represents a discontinuative work process. In addition, grouting includes an exploration process ahead of the cutterhead to predict the ground conditions to align the sealing demand of the rock mass. Generally, pre-excavation grouting foresees the drilling of mainly open boreholes with a considerable length of 20 m to 25 m ahead of the tunnel boring machine (TBM). Establishing a continuous grouted zone around the tunnel demands an overlapping of the grouting rings ranging from 2 m to 10 m. The overlapping decreases the excavation length of the TBM adequately. The repetitive grouting process interfering with the excavation consists of various processes such as exploration including water loss measuring (WLM), the drilling and grouting of boreholes and the hardening time.
TBM tunnelling depends on the systematic and continuous implementation of construction procedures. Therefore, based on current static pre-excavation grouting, an agile combined grouting and excavation approach is presented, incorporating a reliable pre-excavation grouting, a systematic TBM excavation and a specific balance of long-term sealing and high utilisation rates for TBM excavation.

Analyse von vorauseilenden Injektionen im maschinellen Tunnelbau
Vorauseilende Injektionsmaßnahmen zur Reduktion von Wasserzutritten zu unverkleideten Tunnelbauwerken sind von entscheidender Bedeutung für den Erhalt der Grundwasserverhältnisse während und über die Gebrauchsdauer des Bauwerks hinweg. Aus baubetrieblicher Sicht stellen vorauseilende Gebirgsinjektionen eine Unterbrechung des kontinuierlichen Vortriebs dar. Der sich wiederholende Injektionsprozess besteht aus verschiedenen Subprozessen wie der Erkundung des Baugrundes, einschließlich von Wasserabpressversuchen, dem eigentlichen Bohren und Verpressen der Bohrlöcher und der Aushärtezeit des Injektionsgutes. Erforderliche Überlappungslängen verringern zudem die effektiven Vortriebslängen zwischen den Schirmen. Demgegenüber beruht die Effektivität eines TBM- Vortriebs auf der systematischen und kontinuierlichen Durchführung der Vortriebsprozesse, welche durch den disruptiven Injektionsprozess gestört wird. Anstelle der derzeitig üblichen statischen Ausführung von vorauseilenden Injektionsmaßnahmen mit fixierten Injektionsschirmlängen wird ein flexibles kombiniertes Injektions- und Ausbruchskonzept vorgestellt, das eine zuverlässige Injektion vor der Ortsbrust, einen systematischen Ablauf des TBM-Vortriebs bei einer hohen Auslastung und eine langfristige Abdichtung des Baugrunds gewährleistet.

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Allahverdi, Navid; Bakhshi, Mehdi; Partovi, Maziar; Nasri, Verya3D-nonlinear finite element analysis of staged shield-driven tunnel excavation with a focus on response of segmental tunnel liningGeomechanics and Tunnelling1/202360-67Topics

Kurzfassung

The complex and dynamic nature of shield-driven tunnel excavation, staged construction, segmental lining installation process, and tail-void grouting necessitate using detailed numerical modeling for predicting ground behavior and response of segmental lining. In this article, results of three-dimensional advanced finite element modeling are presented for one of the major ongoing construction projects in the North America. Different segment joint models, i.e., rigid joints, perfect hinge joints, Janssen joints, and rigid joints with reduced lining thickness, are used in the analysis. Critical responses such as ground deformation, settlement trough, crown deformation, and the internal forces in the linings considering different segment joint modeling are discussed.

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Steiner, WalterLessons from tunnelling through glacial open gravel deposits / Erfahrungen beim Tunnelbau in durchlässigem glazialen Lockergestein: offener KiesGeomechanics and Tunnelling1/202368-80Topics

Kurzfassung

Glacial soil deposits are present in Europe on both sides of the Alps, in Scandinavia, Northern Germany, Poland and in North America. There are typical names of the stages of the glaciation, however, the geotechnical characteristics of glacial deposits are similar in all regions; but are very heterogeneous locally. Glacial deposits extend from boulders to invisible silt particle (rock flour) and to clay particles, both of similar grain size. In this paper the focus will be on clean gravel without fines, so-called open gravel and the challenges and solutions for tunnelling.
Face support by pure bentonite slurry is insufficient in open gravel. Different techniques have been used in practice: clogging the pore channels with fines of appropriate gradation by controlling the content fines in the slurry. Use of high viscous slurry with increased clay or bentonite content. In another solution lime powder and polymers were added in the excavation chamber of an earth-pressure shield to modify the ground. Other aspects such as muck disposal will be evaluated.
Glaziale Lockergesteine kommen unter anderem in früher vergletscherten Gebieten von Europa (Alpen und Skandinavien) und Nordamerika vor. Die Eiszeiten werden mit spezifischen Namen bezeichnet und erreichten unterschiedliche Reichweiten und Ablagerungsbedingungen der Lockergesteine, die durch Schmelzwasser gesteuert wurden. Zum Verständnis der geotechnischen Eigenschaften, wie Kornverteilung, Durchlässigkeit, mechanische Eigenschaften, muss die geologische Geschichte verstanden werden. Es reicht nicht, aus Sondierungen Proben zu entnehmen und daran mit Korrelationen und Versuchen die bodenmechanischen Eigenschaften zu ermitteln.
In durchlässigem Kies genügt Stützflüssigkeit aus Bentonit allein nicht, um die Ortsbrust im maschinellen Tunnelbau zu stützen. Es wurden verschiedene Methoden angewandt: Verstopfen von Porenkanälen mit geeignetem feinkörnigem Boden und ausreichendem Gehalt an feinem Material in der Stützflüssigkeit, die Anwendung hochviskoser Stützflüssigkeit mit höherem Gehalt von Bentonit und anderen Tonarten. Eine weitere Lösung bestand in der Beigabe von Kalkmehl und Polymeren in die Arbeitskammer von Erddruckschilden, um den Boden knetbar zu machen. Andere Aspekte wie Ablagerung und Kosten des Ausbruchmaterials werden auch erläutert.

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Fantini, Paolo; Miranda, Javier Calderon; Dell'Ava, Gabriele; Flor, AlbertoEPB tunnelling in long, highly sensitive sections - The experience of Grand Paris Line 14 underpassing the Orly AirportGeomechanics and Tunnelling1/202381-87Topics

Kurzfassung

The correct definition and application of face confinement pressure is one of the main challenges for urban tunnels, where soil perturbation can affect the surrounding structures with undesirable or even severe consequences. The choice of this parameter needs to comply not only with minimal geotechnical performances, such as volume loss control, water pressure balance, and front stability, but also with optimization criteria (impact on production rate and Tunnel Boring Machine (TBM) components wear). The Grand Paris Line 14 South tunnel has emphasized this concept especially on the 1.5 km section below the Orly International Airport, with two constraints: the limitation of deformations on sensitive airport structures and the tight schedule due to the Olympic Games of 2024. The 8.83 m-diameter Earth Pressure Balance (EPB) TBM 'Koumba' successfully performed the excavation at 20 m depth. The design face pressure profile, varying between 0.8 and 2.6 bar, was studied. A complex monitoring system was also provided to validate design expectations and to update the TBM-soil interaction prediction model. This article focuses on the experience acquired on the EPB face confinement pressure management along this long, highly sensitive section. The first part presents the comparison between reference values and thresholds given by the designer and the real TBM drive oscillation. The second part is dedicated to the observed influence of the face pressure on the geotechnical aspect, machine mechanical parameters, and production rates.

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Cordes, Tobias; Voit, KlausStructural optimization of shotcrete lining - load capacity comparison of optimized and non-optimized excavation sections / Strukturoptimierung von Spritzbetonschalen - Versagensanalysen von Spritzbetonschalen bei Betrachtung von VortriebsoptimierungenGeomechanics and Tunnelling1/202388-101Topics

Kurzfassung

A framework with a robust design of the driving classes is fundamental for the tunnel design. During tunnel advance, the detailed design of the lining is depending on the documented geology and the observed system behaviour. To reduce costs, the excavation profile is optimized with the aim of reducing overbreaks and shotcrete masses. This achieved profile accuracy is beneficial for the load-bearing capacity of the rock and the shotcrete lining. For temporary and permanent tunnel shotcrete linings, the excavation profile accuracy influences the stress distribution, the crack pattern and the expected deformations. In the course of this study, the effect of the excavation geometry on the load-bearing capacity of the primary lining of drill and blast tunnels was examined. For this purpose, shotcrete linings, reinforced by steel meshes and fibre-reinforced linings, were compared in optimized and non-optimized scanned excavation cross-sections. In each case, an ultimate load and failure analysis was carried out to assess shells in the hardened state by means of numerical modelling (ATENA). The aim is to determine the load-bearing capacity of the shell structure in order to obtain a conclusion regarding its structural robustness. The interaction between the rock/soil soil and the structure as well as a time-dependent material behaviour were not considered. It could be shown how an irregular overbreak or an inconsistent shell thickness has a negative effect on the load-bearing capacity of the structure.

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Zahed, Mohammad Ali; Seidi, Fouad; Salehi, Samira; Pardakhti, AmirarsellonSimultaneous assessment of health, safety, and environmental risks using William Fine and FMEA methods based on OHSAS 18001: 2007 standard in the Alborz tunnel, IranGeomechanics and Tunnelling1/2023103-113Topics

Kurzfassung

In this study, the critical risks and their effects on each other for the Alborz tunnel construction project, which is known as the longest road tunnel in the Middle East, have been evaluated on a case-by-case basis. In addition to covering all safety hazards in important tunnel drilling operations using the failure modes and effect analysis (FMEA) method, which is one of the risk assessment methods for operations and has been widely used in manufacturing, drilling, and tunneling industries, health hazards that affect employees and can cause a variety of job diseases have been studied and in order to identify, evaluate, and quantify the results, the William Fine method has been implemented. Also, all the risks have been identified and evaluated within the framework of OHSAS 18001 standard which was presented in 1999 due to the lack of an international standard regarding occupational health and safety and its last revision was done in 2007. Based on the research results, according to FMEA method, a total of 46 critical risks, 26 very high risks, 22 high risks, 8 medium risks, 34 low risks, 29 very low risks, and 8 insignificant risks in the field of safety have been identified and evaluated. In the field of job health, 165 high-level risks, 28 medium-level risks, and 57 low-level risks were assessed and finally in the environmental field, 7 high-level risks and 1 risk for each of the intermediate and low level have been inferred.

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Site Reports: Geomechanics and Tunnelling 1/2023Geomechanics and Tunnelling1/2023114-115Site Reports

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Slovenia's largest rail project underway - Sloweniens größtes Eisenbahnprojekt in vollem Gange

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Diary of Events: Geomechanics and Tunnelling 1/2023Geomechanics and Tunnelling1/2023116-117Diary of Events

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Titelbild: geotechnik 1/2023geotechnik1/2023Titelbild

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Zum Titelbild:
Seequent hat es sich zur Aufgabe gemacht, durch ein tieferes Verständnis der Erde eine bessere Welt zu gestalten. Dazu bringt das Unternehmen in der Geotechnik Teams zusammen, baut Kommunikationsbarrieren und Ineffizienz ab und sorgt so für eine bessere Zusammenarbeit und präzisere Ergebnisse. Mithilfe seiner Softwarelösungen, wie PLAXIS, OpenGround, Leapfrog Works und GeoStudio können Geotechniker sichere, nachhaltige und langlebige Infrastrukturprojekte entwerfen und realisieren.

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geotechnik: Inhaltsverzeichnis des 45. Jahrgangs 2022geotechnik1/2023Jahresinhaltsverzeichnis

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Inhalt: geotechnik 1/2023geotechnik1/2023Inhalt

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Vrettos, ChristosSchwindender Vorsprunggeotechnik1/20231-2Editorials

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Wacker, MatthiasBaugrubensteifen aus Stahlrohren - Vereinfachte Bemessung für Querschnittsklasse 4geotechnik1/20233-11Aufsätze

Kurzfassung

In ausgesteiften Baugruben werden häufig Stahlrohre als Steifen eingesetzt. Bei langen Steifen ohne Zwischenauflagerung ist es besonders wirtschaftlich, große Durchmesser mit geringer Wanddicke zu wählen. Dabei kann Querschnittsklasse 4 erreicht und ein Beulsicherheitsnachweis nach EN 1993-1-6 erforderlich werden. Im vorliegenden Beitrag wird ein vereinfachtes Berechnungsverfahren mit profilbezogenen Beulspannungen auf Grundlage von EN 1993-1-6 Anhang D beschrieben. Es werden gebrauchsfertige profilbezogene Beulspannungen für häufig verwendete Rohre der Querschnittsklasse 4 angegeben.

Steel tube struts in braced excavations - Simplified design for cross section class 4
Steel tubes are often used as excavation struts. When designing long struts without intermediate supports, tubes with large diameter and small wall thickness are particularly economical. This may lead to reaching the limit of cross section class 4 requiring a shell buckling analysis according to EN 1993-1-6. In this article a simplified design method using section-related buckling stresses based on EN 1993-1-6 Annex D is described. Ready-to-use section-related buckling stresses are given for commonly used steel tubes of cross section class 4.

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Döbber, Michelle; Glasenapp, Ralf; Arnold, Patrick; Rackwitz, FrankEinfluss von Huminstoffen auf die Festigkeit bindemittelverbesserter organischer Bödengeotechnik1/202312-27Aufsätze

Kurzfassung

Organogene und organische Böden sind häufig als gering tragfähig einzustufen und erfüllen daher für übliche geotechnische Bauwerke nicht die Anforderungen an eine bautechnische Verwendung. Baugrundverbesserungsmaßnahmen ermöglichen es, die Festigkeit und Steifigkeit gering tragfähiger Böden z. B. durch das Einarbeiten von Bindemitteln in die örtlich anstehende Bodenmatrix zu erhöhen und darüber hinaus die gesellschaftlich wichtigen Ziele der Ressourcenschonung und Abfallvermeidung umzusetzen. Die Vorgänge bei der Zementhydratation bei Vorhandensein organischer Bestandteile sind jedoch sehr komplex und multivariat. Insbesondere der lösliche Anteil der Huminstoffe in der Organik kann dazu führen, dass die Zielfestigkeiten nicht erreicht werden. Um den Einfluss der Huminstoffe, insbesondere der Huminsäuren, auf die festigkeitsbestimmende Zementhydratation zu untersuchen, bestand das Ziel der vorliegenden Studie darin, die Huminstoff-Fraktionen verschiedener organischer Böden zu quantifizieren, um bei nachfolgend durchgeführten Festigkeitsuntersuchungen Rückschlüsse auf die Vorgänge beim Abbindeprozess zu ziehen. Zudem wurde zur qualitativen Bestimmung der Huminsäuren eine Farbskala entwickelt, die für die Anwendung in der Praxis vorgeschlagen wird. Die Analyse der Huminstoff-Fraktionen basiert auf deren Extraktion und anschließender Bestimmung mittels UV/VIS-Spektroskopie unter Einsatz von Kalibrierstandards. Die sich anschließenden Festigkeitsuntersuchungen stützen sich auf die Ermittlung der einaxialen Druckfestigkeit von Probekörpern, die aus bindemittelverbesserten Sandproben bestehen, denen verschiedene organische Böden in unterschiedlichen Anteilen beigemengt wurden. Es wird gezeigt, dass nicht nur die Wahl des Bindemittels oder der Anteil an organischen Beimengungen, sondern insbesondere die Zusammensetzung der Organik einen Einfluss auf das Verfestigungspotenzial organogener und organischer Böden hat.

Influence of humic substances on the strength of binder-improved organic soils
Organogenic and organic soils are often classified as having a low bearing capacity and therefore mostly do not meet the requirements on civil engineering use for common geotechnical structures. Soil stabilization methods make it possible to increase the strength and stiffness of soft soils, e.g. by mixing binders into the soil matrix and thus, achieve the important societal goals of resource conservation and waste avoidance. However, the processes involved in cement hydration under the presence of organic components are very complex and multivariate. In particular, the soluble fraction of humic substances in the organic material can lead to the target design strength not being achieved. In order to investigate the influence of humic substances, in particular humic acids, on the strength-determining cement hydration, the objective of the present study was to quantify the humic fractions of different organic soils in order to asses processes involved in the setting process during subsequent strength testing. In addition, a color scale was developed for the qualitative determination of humic acids, which is proposed for use in practice. The analysis of the humic fractions is based on their extraction and subsequent determination by UV/VIS spectroscopy using calibration standards. The subsequent testing of the unconfined compressive strength is based on binder-improved sand samples, to which organic material was added in different proportions. It is shown that not only the choice of the binder nor the proportion of the organic admixtures, but in particular the composition of the organic material has an influence on the stabilization potential of organogenic and organic soils.

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Tafili, Merita; Triantafyllidis, Theodoros; Wichtmann, TorstenValidierung des anisotropen visko ISA Modells (AVISA) für bindige Bödengeotechnik1/202328-37Aufsätze

Kurzfassung

Das Bauen auf bindigen Böden stellt trotz fortgeschrittener Ausführungstechnologien immer noch eine Herausforderung dar. Vor allem sind die Werkzeuge zur Prognostizierung der Langzeitverformungen des feinkörnigen Bodens beschränkt, wenn es um zyklische Belastungszustände in Verbindung mit dem zeitabhängigen Verhalten bindiger Böden geht. Solche Fragestellungen ergeben sich z. B. bei Offshore-Konstruktionen oder auch bei Staumauern oder Widerlagern von Brückenkonstruktionen. Aufgrund des komplexen Einflusses der Belastungsrate, der Vorbelastung und der Struktur des Bodens ist es notwendig, die Auswirkungen dieser Einflüsse auf bindige Materialien durch Laborversuche zu verstehen und durch akkurate und physikalisch basierte konstitutive Gleichungen numerisch zu beschreiben.
In diesem Aufsatz soll ein neues Modell, entwickelt in der Promotion der Erstautorin, validiert werden. Die Leistung des anisotropen visko ISA Modells (AVISA) wurde bisher an Experimenten verschiedener feinkörniger Böden unter Beweis gestellt. Hier wird eine neue experimentelle Studie an Malaysia Kaolin für die Validierung des Modells benutzt. Außerdem wird die Reproduzierbarkeit der sog. Krey-und-Tiedemann-Parameter &phgr;'s, c' und &phgr;' durch Simulationen von einfachen Rahmenscherversuchen untersucht.

Validation of the AVISA model
Despite advanced design technologies, construction on cohesive soils is still a challenge. Especially when dealing with cyclic loading conditions combined with the time-dependent behavior of cohesive soils, such as offshore structures or even dams, the tools to predict the long-term deformations of fine-grained soil are limited. Due to the complex influence of loading rate, preloading, and soil structure, it is necessary to understand the effects of these influences on cohesive materials through laboratory testing and describe them numerically through accurate and physically based constitutive equations. Researchers (continue to) develop many hundreds of material models each year. Most of them are used for PhDs and not investigated further. In this work, such a model, developed in the first author's PhD, is be validated. The performance of the AVISA model has been previously demonstrated on experiments of various fine-grained soils. In this paper, a new experimental study on Malaysia Kaolin is used for the validation of the model. Furthermore, the reproducibility of the so-called Krey and Tiedemann criteria, parameters &phgr;'s, c' und &phgr;' is investigated by simulations of simple shear tests. It should be noted that many constitutive models for fine-grained soils fail in this task.

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