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Bücher, Broschüren

Bundesanstalt für Wasserbau -BAW-, Karlsruhe (Herausgeber)

Numerische Methoden in der Geotechnik


Quelle: BAW-Mitteilungen
Karlsruhe (Deutschland)
Selbstverlag
2015, 196 S., Abb., Tab., Lit., Kt., Lagepl., Schn.
Serie: BAW-Mitteilungen, Nr.98
Sprache: Deutsch; Englisch

  Link zum kostenlosen Volltext   

[Quelle: http://vzb.baw.de]

[Link zum kostenlosen Volltext funktioniert nicht?]

Die Beiträge des gemeinsam mit der TU Hamburg-Harburg und dem Arbeitskreis 1.6 "Numerik" der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik ausgerichteten BAW-Kolloquiums widmen sich der numerischen Simulation der Wechselwirkungen von Baugrund, Bauwerk, Grund- und Oberflächenwasser. Die numerischen Methoden sind in den letzten Jahren immer leistungsfähiger geworden, sodass sie in der Praxis bei immer komplexeren Fragestellungen eingesetzt werden können. Neben den traditionellen Kontinuumsmodellen mit Finiten Elementen oder Finiten Differenzen können heute dank verbesserter Rechnerleistung auch andere Verfahren, wie die netzfreien Methoden oder die diskreten Elemente, für geotechnische Simulationen angewandt werden. Die Beiträge geben einen Überblick über den derzeitigen Stand in Forschung und Praxis.

Publikationslisten zum Thema:
Numerische Methode, Geotechnik, Boden-Bauwerk-Wechselwirkung, Finite-Elemente-Methode, Standsicherheitsnachweis, Modellierung, Bodenverbesserung, Verpressanker, Baugrube, Schleuse, Kontinuumsmechanik, Fachtagung, numerical method, geotechnique, soil-structure-interaction, finite element method, stability proof, modelling, soil improvement, grout anchor, building pit, lock, mechanic of continua,



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Die 5. Auflage des Handbuchs ZTV E-StB wurde vollständig überarbeitete und an das neue Regelwerk ZTV E-StB 17 angepasst. Die Leitlinien in Teil 1 beinhalten Grundsätze und gesetzgeberische Vorgaben zum Auftrags- und Vergabewesen sowie zum Schutz von Natur, Boden und Wasser. Die Kommentare in Teil 2 schließen sich der Gliederung des neuen ZTV E-Regelwerkes an. Die Regelungen werden im Einzelnen erläutert, die technischen und wirtschaftlichen Auslegungsspielräume erkennbar gemacht und der Wissens- und Erfahrungsstand in Verbindung mit den relevanten nationalen und europäischen Regelwerken vermittelt. Wichtige aktuelle Themen sind z.B.: - Fortentwicklung von Bauweisen im Erd- und Felsbau sowie Verbundbauweisen mit Geokunststoffen und Leichtbaustoffen, - Einführung des europäischen Normenwerkes über geotechnische Untersuchungen, - Nutzung neuer Baustoffe und besondere Sicherheitsbauweisen, - Verwertung von Bodenmaterialien und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen, - Maßnahmen zur Bodenreinigung, Schadstoffminderung und -abdichtung. Die Sonderkapitel in Teil 3 beinhalten Grundsätze und Wissenserfahrungen zu speziellen Themen, die im Zusammenhang mit den ZTV E-StB-Regelungen, insbesondere auch für den Bau kommunaler Straßen und ländlicher Wege, von Bedeutung sind (z.B. Umweltschutz, Landschaftspflege, Wasserabfluss von Verkehrsflächen, Hochwasservorsorge sowie Ersatzbaustoffe im Verkehrswegebau). Die drei Teile bilden in ihrer inhaltlichen Bindung und Verknüpfung mit den Allgemeinen und Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien sowie dem fortgeschriebenen Wissensstand eine Einheit als Gesamtwerk des Erd- und Felsbaues.


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Seismische Ereignisse im alpinen Bereich haben wesentliche Auswirkungen auf die gesamte Gesellschaft. Gemäss dem amerikanischen geologischen Institut (USGS) wurden 9182 Todesopfer durch die zwei starken Erdbeben vom 24. und 12. April 2015 in Nepal - ein Land, das überwiegend durch Gebirgstopografie geprägt ist - verursacht. Diese Beben waren Starkbeben der Magnitude M = 7.3-7.8. Auch moderate Erdbeben, wie sie in der Schweiz auftreten können, haben das Potenzial, grosse Schäden, Hangrutschungen oder Felsstürze in Gebieten, die durch mögliche Amplifikationen der lokalen Erschütterung oder Bodenverflüssigung gefährdet sind, zu verursachen. In diesem Zusammenhang ist die Erdbebenvorsorge und die Einschränkung der durch Erdbeben verursachten Auswirkungen im alpinen Bereich eine wesentliche Aufgabe des geotechnischen Erdbebeningenieurwesens. Diese Aufgabe wird durch Feld-, Labor- und numerische Untersuchungen des dynamischen nicht linearen Bodenverhaltens und dessen Einflussfaktoren erfüllt. Im Nachhinein entsteht aus diesen Untersuchungen die Möglichkeit, Methoden für die Abschätzung des seismischen Verhaltens unter alpinen Randbedingungen zu finden und für geneigte Erdbauwerke (z.B. Böschungen, Einschnitte, Dämme) ein Bemessungs- oder Überprüfungsverfahren zu entwickeln, welches für die praktische Anwendung tauglich ist. Das Ziel dieser Arbeit war es, damit einen Beitrag zum geotechnischen Erdbebeningenieurwesen und der Erdbebenvorsorge im alpinen Bereich mittlerer Seismizität (z.B. Schweizer Alpen) zu leisten. Mit dem Ziel, einen umfassenden Satz von statischen und dynamischen Bodenparametern für den im alpinen Bereich weit verbreiteten siltigen Sand zu schaffen, wurden eine Reihe von Laboruntersuchungen im Zusammenhang mit bestehenden Feldmessungen durchgeführt. Der Boden für die Laboruntersuchungen wurde aus Visp VS - eine Stadt im Rhonetal, die in der höchsten Erdbebenzone in der Schweiz liegt - gewonnen. Statische und zyklische triaxiale Kompressionsversuche und Messungen mit Bender- Elementen haben die Grundl


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Wie werden Böden klassifiziert? Wie kommt man zu einer Bettungsziffer? Welche Lastfälle sind im Deichbau maßgebend? Auf was ist bei der Ausschreibung einer Bohrpfahlgründung zu achten? Umfangreiche Informationen werden für die Anwendung strukturiert aufbereitet, hierbei werden auch Erfahrungswerte mitgeteilt. Grundlagen werden übersichtlich erläutert, die bodenmechanischen Hintergründe werden dabei streng beachtet. Materialmodelle werden so dargestellt, dass die Ermittlung ihrer Parameter aus Laborversuchen nachvollzogen werden kann. Die konzeptionelle Ausrichtung ist anwendungsorientiert, das Werk vermittelt das Fachwissen von Geotechnik-Ingenieuren für Ausbildung und Praxis.


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Im Sinne des Grundsatzpapiers "Grundsätze zur Bewertung der Auswirkung von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser" ist die Verträglichkeit eines Baustoffs für Boden und Grundwasser bei der bauaufsichtlichen Zulassung nachzuweisen. Für Zementsuspensionen wurde der inverse Säulenversuch nach Schössner als Prüfverfahren ausgewählt, allerdings werden mit diesem Versuch überproportional große Mengen an Inhaltsstoffen ausgewaschen. Dies wurde bereits in Vorprojekten festgestellt und als Alternative ein Frischbetonstandtest vorgeschlagen. Bisher konnte in den zuständigen Gremien jedoch keine Einigung zur Prüfung von Zementsuspensionen erzielt werden. Daher wurden in diesem Projekt nochmals vergleichende Untersuchungen durchgeführt und die Datenbasis vergrößert, um die Bandbreite der kommerziellen Produkte in Deutschland abzudecken.


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Bei der Neufassung von DIN 4149 wird der geologische Untergrund zur Beurteilung seismischer Gefährdung in Deutschland mit herangezogen. Das Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau Baden-Württemberg (LGRB) hat hierzu eine Karte der geologischen Untergrundverhältnisse für die erdbebengefährdeten Gebiete der Bundesrepublik Deutschland erstellt. Die Karte weist großflächig drei seismologisch relevante geologische Untergrundklassen aus: Klasse A ("Fels, Festgestein"): Bereiche mit fehlender oder nur geringmächtiger Bedeckung mit Lockersedimenten (meist Quartär) über Festgestein mit Scherwellengeschwindigkeiten größer ca. 100m/s. Klasse B ("flache Sedimentbecken, Übergangszonen"): Bereiche mit bis zu ca. 100 m Lockersedimenten (meist Quartär) über Festgestein oder Bereiche, in denen unter einer geringmächtigen oder fehlenden Bedeckung von quartären Lockersedimenten tertiäre Sedimente bis ca. 500 m Mächtigkeit auftreten, deren gemessene oder geschätzte Scherwellengeschwindigkeiten allmählich auf Werte von bis zu ca. 1800 m/s ansteigen. Klasse C ("tiefe Sedimentbecken"): Bereiche mit mehr als ca. 100 m Lockersedimenten (meist Quartär) über Festgestein oder Bereiche, in denen unter einer geringmächtigen oder fehlenden Bedeckung von quartären Lockersedimenten sehr mächtige tertiäre Sedimente von mehr als ca. 500 m Mächtigkeit auftreten. Der Untergrund bis in Tiefen von ca. 20 m bleibt in allen Fällen als sogenannter "Baugrund" außer Betracht. Flächen mit einer Ausdehnung von weniger als 20 km sind in der Karte nicht dargestellt.


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Die Untersuchung befaßt sich mit den Notwendigkeiten, die sich bei der Anpassung der bestehenden deutschen Normen auf dem Gebiet des Grundbaus im Hinblick auf die Einführung eines Eurocodes EC7 "Geotechnics, Design" ergeben werden. Ausgangspunkt ist dabei, daß die nationale Normung nach Ende 1990 nicht mehr fortgeschrieben werden soll, wenn der betreffende Normungsgegenstand bereits auf europäischer Ebene verhandelt wird. Nach der Schilderung der mehrjährigen Diskussionen in den entsprechenden Spiegelgremien als auch mit Vertretern des Auslandes im Entwurfsausschuß für den EC7 werden zunächst die allgemeinen Anforderungen dargestellt. Danach werden die in Deutschland vorhandenen geotechnischen Normen, gültig am 1.1.1991, daraufhin überprüft, ob sie für einen Übergangszeitraum auch dann hinnehmbar sind, wenn eine Aktualisierung im Einzelfall nicht mehr möglich ist, wie das insbesondere bei der Grundnorm DIN 1054 der Fall ist. Weiter wird festgestellt, welche Sachverhalte voraussichtlich auch nach Ablauf der Übergangsfrist in der nationalen Normungsorganisation dazu nicht erkennbar sind. (-y-)


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Karcher, Christian; Imposimato, Silvia; Herle, Ivo
Auswirkungen von Strömungen auf lokale hydraulische Sicherheiten - Beispiele mit der FEM
Geotechnik, 2020
Popp, Thomas
Erdwärme im Bestand - Herausforderungen für die gesamte Wertschöpfungskette
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Weimann, Thorsten
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Tougiannidis, Nikolaos; Gurk, Marcus
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