Am 16. April 2020 sollte das Leipziger Kolloquium „Forschung in der Geotechnik“ an der HTWK Leipzig stattfinden. Ab Frühjahr 2020 konnten viele Ideen aufgrund der Ausbreitung des Coronavirus SARS-CoV-2 und der damit einhergehenden Beschränkungen nicht verwirklicht werden – so auch diese Veranstaltung. Uns war es als Veranstalter jedoch wichtig, die eingereichten Beiträge als Open-Access-Publikation anzubieten. Die hier gebündelten Kurzbeiträge sind als Ausschnitt der derzeitigen Forschung in der Geotechnik zu verstehen. Sie behandeln Themen wie Ersatzbaustoffe, Bodenverdichtungen, optische und seismische Methoden, Ansätze für die Zustandsbeschreibung, für Simulationen und das Verhalten von Böden und Pfählen. Dies zeigt, wie stark die Geotechnik sich in vielen Richtungen spezialisiert hat. Und wie notwendig der fachliche Austausch daher bleibt.

Mineralische Abfälle, einschließlich nicht gefährlicher Bauabfälle sind der größte Abfallstrom nach Erreichen eines gewissen Urbanisierungsgrades eines Landes. Dieser Abfallstrom besitzt ein signifikantes Rohstoffpotential zum Ersatz von Primärrohstoffen. Obwohl ein Großteil der Bauabfälle wiederverwendet wird, dienen andere mineralische Materialien wie Aschen oder Schlacken bisher nur zur Verfüllung oder werden auf Deponien abgelagert. Ziel der Untersuchungen ist es, die Nutzbarkeit von Ersatzbaustoffen in höherwertigen Anwendungen, wie z.B. KBE-Konstruktionen zu eruieren. Ferner sollen Einsatzmöglichkeiten von Ersatzbaustoffen in Grüner Infrastruktur erprobt werden. Neben technischen und Umweltanforderungen ist die Materialbegrünbarkeit relevant. Das Untersuchungskonzept beinhaltet bodenmechanische Labortests sowie Begrünungsversuche an Ersatzbaustoffen. Im nächsten Schritt ist die Errichtung einer KBE-Konstruktion unter vollständiger Substitution der Primärbaustoffe geplant.

Unsicherheiten bei der Exploration von Kohlenwasserstoffreservoiren kann mit einer Teilkopplung von geologischen, geomechanischen und bruchmechanischen Modellen begegnet werden. Durch ein Simulations-Kopplungs-Interface kann etablierte Software herstellerübergreifend genutzt werden, ohne dass zusätzliche Erweiterungen seitens der Hersteller notwendig sind. Bei dieser Kopplung auftretende Maßstabseffekte werden mit zwei eigens entwickelten Triaxialgeräten zur Untersuchung der geomanisch-hydraulischen Zusammenhängen von Festgesteinen betrachtet.

In der Baupraxis werden gemischtkörnige Böden oft als Baustoff für Erdbauwerke oder als Baugrund angetroffen. Die Klassifizierung dieser Böden erfolgt gemäß DIN 18196 nach der Korngrößenverteilung. Es fehlt ein Verfahren zur zahlenmäßigen Beschreibung des Zustands auf der Grundlage von definierten experimentellen Grenzwerten. Für Sand-Schluff-Gemische wurden Verfahren zur Modellierung der Grenzporenzahlen entwickelt. In diesem Beitrag werden Ansätze zur Beschreibung des Zustands gemischtkörniger Böden mit plastischem Feinkorn mit dem Bodenzustandsindex vorgestellt. Diese beruhen u. a. auf experimentellen Untersuchungen zur Verdichtbarkeit von zwei Modellmischungen mit unterschiedlichem Feinkorngehalt.

The high-cycle accumulation (HCA) model of Niemunis et al. is applied for the simulation of model tests on monopiles subjected to high-cyclic loading with up to five million loading cycles. A new finite element program for geotechnical applications written by the authors is used for this purpose. The simulations with the HCA model show a good agreement with the deformations measured in the model tests.

Der Beitrag befasst sich mit der Anwendbarkeit von zerstörungsfreien Verfahren zur Bestimmung von Bodenparametern im Zuge der Qualitätssicherung, sowie der Überwachung von risikoreichen Untergrundsituationen. Durch eine oberflächenseimische Untersuchung können künstlich hergestellte Verdichtungskontraste in Sand abgebildet werden. Dabei zeigt sich eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse mit Eindringwiderständen von Sondierungen. Im Anschluss wird ein Erdfallversuch zum Verständnis unterirdischer Bruchmechanismen behandelt. Dabei werden Einflussparameter aufgezeigt, welche eine Bodengewölbebildung begünstigen und somit einen Verbruch verhindern. Abschließend folgen Schlussfolgerungen bezüglich der autarken Überwachung von Erdfallphänomenen.

Der Feinkornanteil von Sanden ist einer der Einflussparameter für die Verflüssigungsneigung, welche hier anhand von Kennlinien im Rahmen des critical-state Konzeptes quantifiziert wird. Das durchgeführte Versuchsprogramm umfasste hauptsächlich statische undrainierte triaxiale Kompressionsversuche, ergänzt durch drainierte statische Triaxialversuche. Diese wurden an Hostun Sand, reinem Schluff, und Mischungen aus beiden jeweils in einem Dichtebereich von etwa 28% bis 90% relativer Lagerungsdichte durchgeführt. Die Lage und Funktion des critical-state locus (CSL) unterschiedet sich maßgeblich in den Bereichen ober- und unterhalb eines Grenzfeinkorngehaltes. Jeweils für den Bereich unterhalb und oberhalb des Grenzfeinkorngehaltes wurde eine normalisierte CSL (äquivalente CSL) ermittelt, die es erlaubt, die Verflüssigungsneigung für verschiedene Feinkorngehalte im Gültigkeitsbereich der äquivalenten CSL zu ermitteln.