Jürgen Schmitt

Jürgen Schmitt
Darmstadt University of Applied Sciences · Department of Civil- and Environmental Engineering

Prof. Dr.-Ing.
Geotechnics, Tunnelling, CAD, Building Information Modeling

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Citations
Introduction
Jürgen Schmitt currently works at the Department of Civil and Environmental Engineering, Darmstadt University of Applied Sciences. Jürgen does research in Civil Engineering. Their current project is 'Numerical simulations for tunnel boring machines in hard rock.'
Additional affiliations
March 2003 - February 2009
Technische Universität Braunschweig
Position
  • Research Assistant
Education
May 2003 - February 2009
Institut für Grundbau und Bodenmechanik, Technische Universität Braunschweig
Field of study
  • Geotechnical Engineering, Tunnel Engineering, Numerical Analysis
October 1997 - September 2003

Publications

Publications (96)
Article
Full-text available
Der Beitrag beschreibt die Ableitung der Systemdurchlässigkeit für tiefe Baugruben auf der Grundlage von Messungen, die im Rahmen der Baumaßnahmen des Terminal 3 am Flughafen Frankfurt am Main durchgeführt wurden.
Article
Full-text available
The paper describes the practical experience and knowledge that was acquired from project studies aimed at producing a BIM model for tubbing support systems to be used in tunnel headings.
Article
In diesem Beitrag werden synthetische Daten für das Training eines künstlich neuronalen Netzwerks Netzwerks (engl. Convolutional Neural Network CNN) hochparametrisiert und vollautomatisch bereitgestellt. Es wird eine Vorgehensweise für die Erstellung von Brückenmodellvariationen auf Grundlage der visuellen Programmierschnittstelle Dynamo in Autodes...
Article
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Der Beitrag beschreibt praktische Erfahrungen und Erkenntnisse, die im Rahmen von Projektstudien zur Erstellung eines BIM-Fachmodells für die Tübbingsicherung eines maschinellen Tunnelvortriebs gewonnen wurden.
Conference Paper
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Im Rahmen des Beitrages wird aufgezeigt, inwiefern es mit dem Stand der Technik und der Softwareentwicklung aktuell möglich ist, die Modellierung von Baugrund und die Schnittstellen zwischen den konstruktiv-statischen Randbedingungen eines Tunnelbauwerks und den geotechnisch-tunnelbautechnischen Parametern und Attributen zu bedienen. Hierbei wird e...
Conference Paper
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Bereits seit mehreren Jahrzehnten wird über den Einsatz von Mikrowellen zum Abbau von Festgestein diskutiert. Durch die Mikrowellenbestrahlung wird das Gestein erwärmt, wodurch Spannungen im Gestein entstehen und eine Reduzierung der Festigkeit des Gesteins herbeigeführt wird. Die Erwärmung und die Zerstörung des Gesteins hängen dabei maßgeblich vo...
Conference Paper
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Im Zuge der Baumaßnahmen des Terminal 3 am Flughafen Frankfurt am Main wurde die Systemdurchlässigkeit der dort ausgeführten Baugruben untersucht. Die Baugrube wurde mittels wasserundurchlässiger Spundwände und einer 1,0 m dicken Unterwasserbetonsohle hergestellt. Der umgebende Baugrund besteht aus quartären Sanden und Kiesen. Das in die Baugrube e...
Conference Paper
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Der Beitrag beschreibt die Erkenntnisse und Erfahrungen bei der Modellierung der 3D-, 4D- und 5D-Ebenen im Rahmen der BIM-Planung einer tiefen Baugrube. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der praktischen Einbindung von geotechnischer Berechnungssoftware und der Modellierung der Bauzeiten und Baukosten.
Chapter
Die Originalversion dieses Kapitels wurde revidiert. Die Tabellenspalten und die Platzierungen der Tabellenüberschriften in den Tabellen (Tab. 10.5, Tab. 10.13 – Tab. 10.15 und Tab.10.17 – Tab.10.19) wurden zur Konsistenz angepasst und vereinheitlicht.
Article
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The article describes the expertise and experience acquired from modelling on 3D, 4D and 5D lev�els as part of the BIM planning of a deep-level pit excavation. The focus is on the practical integra�tion of geotechnical calculation software and the modelling of building times and costs.
Article
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Der Beitrag beschreibt die Erkenntnisse und Erfahrungen bei der Modellierung der 3D-, 4D- und 5D-Ebenen im Rahmen der BIM-Planung einer tiefen Baugrube. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der praktischen Einbindung geotechnischer Berechnungssoftware und der Modellierung von Bauzeiten und -kosten.
Article
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Der Beitrag beschreibt die praktischen Erfahrungen und Erkenntnisse, die im Rahmen einer Erstellung eines BIM-Fachmodells für den Baugrund im Rahmen eines Tunnelbauprojekts gewonnen wurden.
Article
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The paper presents the findings obtained from a study into the use of 3D BIM technology for the restoration and renovation of railway tunnels.
Article
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Der Beitrag beschreibt Erkenntnisse, die im Rahmen einer Studie zur 3D-Modellierung mit BIM für die Anwendung der Sanierung und Erneuerung von Eisenbahntunneln gewonnen wurden.
Chapter
In Kap. 3 werden die notwendigen ingenieurgeologischen, hydrogeologischen, geophysikalischen, bodenmechanischen und felsmechanischen Untersuchungsmethoden dargestellt, um Boden und Fels für bautechnische Zwecke beschreiben, beurteilen und klassifizieren zu können. Des Weiteren werden für die geotechnischen Untersuchungen wichtige Aspekte wie z. B....
Chapter
Das Kap. 9 beschreibt die Grundlagen von erdstatischen Berechnungen. Im Einzelnen werden die Ermittlung von Spannungen im Baugrund unter Lasteinwirkungen, die Ermittlung von Setzungen, die Ermittlung von Konsolidationssetzungen, die Nachweise für Flach- und Flächengründungen, der Grundbruchnachweis, Gelände- und Böschungsbruchberechnungen und die N...
Chapter
Für Nachweise und Bemessungen von Bauwerken und Bauteilen in der Geotechnik ist der Eurocode 7 anzuwenden. Das Kap. 8 erläutert das Nachweiskonzept und die Normung in der Geotechnik. Dabei werden die Grundlagen der Bemessung beschrieben und es erfolgt eine Darstellung und Erläuterung der Geotechnischen Kategorien. Ebenso werden die Bemessungssituat...
Chapter
Für die Bemessung von geotechnischen Bauwerken spielt der Erddruck eine bedeutende Rolle. Das Kap. 10 beschreibt die Grundlagen und Ansätze zur Bestimmung des Erddrucks. Neben dem aktiven und dem passiven Erddruck wird auf den Erdruhedruck, den Mindesterddruck, den Verdichtungserddruck und den erhöhten aktiven Erddruck eingegangen. Ebenso erfolgt d...
Chapter
Neben der Beschreibung der normativen Grundlagen werden in Kap. 4 sehr umfassend die Versuche (z. B. Sedimentationsanalyse, Tauchwägeverfahren oder Proctorversuch) dargestellt, die notwendig sind, um Bodenkenngrößen zu bestimmen. Ebenso wird erläutert, welche Bedeutung die einzelnen Bodenkenngrößen haben.
Chapter
Die Standsicherheit und die Gebrauchstauglichkeit von Bauwerken (Grundbruch, Geländebruch, Setzung, Gleitsicherheit u. ä.) ist abhängig von der Art und der Größe der einwirkenden Kräfte sowie von den bodenphysikalischen Eigenschaften des Bodens. Erfüllen die Eigenschaften des Baugrunds nicht die zu stellenden Anforderungen, so kann eine Verbesserun...
Chapter
In Kap. 2 werden die geologischen Grundlagen des Baugrundaufbaus betrachtet. Wichtige Minerale und Gesteine werden vorgestellt. Die Beschreibung und Klassifizierung von Boden und Fels nach verschiedenen Normen wird erläutert und einfache Feldversuche für die Bodenansprache werden vorgestellt. Zum Schluss werden beispielhaft Lagerungsverhältnisse im...
Chapter
Das mechanische Verhalten bzw. das Festigkeits- und Formänderungsverhalten eines Bodens wird durch zahlreichen Faktoren beeinflusst. Im Kap. 7 werden hierfür die grundsätzlichen Zusammenhänge beschrieben und erläutert. Neben der Betrachtung der Zusammenhänge bzgl. der Scherfestigkeiten von Böden und den dazugehörigen Versuchen (z. B. Triaxialversuc...
Chapter
Das Kap. 6 beschreibt grundsätzliche Zusammenhänge zu Spannungszuständen im Boden und bildet die Grundlage für alle nachfolgenden Kapitel. Es werden der Primärspannungs- oder Ausgangsspannungszustand, die effektiven und die totalen Spannungen, der Porenwasserdruck u und der Porenwasserüberdruck Δu und die Konsolidation erläutert.
Chapter
Das Kap. 5 beschreibt die Bedeutung des Grundwassers für das Bauwesen, die geohydraulischen Bedingungen und die Grundlagen der Strömung von Wasser im Baugrund. Die Wirkung des ruhenden und des strömenden Grundwassers auf die Bodenkörner und den Baugrund werden erläutert. Dazu wird die Kapillarwirkung des Bodens dargestellt.
Chapter
Unter Bodenmechanik wird die Lehre von den Kräften im Boden und ihren Wirkungen verstanden. Zum Fachgebiet Bodenmechanik zählen die Lehre vom Baugrund, seinem Aufbau und seinen Eigenschaften sowie die Lehre von den Spannungsverhältnissen, den Formänderungs- und den Festigkeitseigenschaften des Bodens.
Article
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Zur Beschleunigung der Modellierung mit BIM können Bauteile parametrisiert werden. Der Beitrag beschreibt die Parametrisierung ausgewählter geotechnischer Bauteile und ihre Implementierung in BIM-Modellen und betont im Fazit die Bedeutung der Schnittstelle zwischen konventioneller und digitaler Arbeitsweise.
Article
Der vorliegende Beitrag basiert auf der Infrastrukturplanung eines Logistikstandortes auf Grundlage der BIM-Technologie. Mithilfe des Programmsystems Autodesk Civil 3D wurde ein 3D-Modell der Außenanlagen erstellt, auf dessen Grundlage vom Auftraggeber geforderte Planunterlagen abgeleitet werden sollten. Der Prozess sollte mithilfe von Automatisier...
Article
Bei der Sanierung und Erneuerung von Eisenbahntunneln gewinnt die Digitalisierung im Bauwesen immer mehr an Bedeutung. In Zukunft wird die digitale Planung immer stärker in den Fokus rücken. Die täglichen, praktischen Erfahrungen mit dem Building Information Modeling (BIM) lassen es zu einem beherrschbaren Werkzeug wachsen. Um das Potenzial der BIM...
Article
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This paper describes the parametrisation of selected geotechnical components for accelerated implementation in BIM models and concludes by highlighting the importance of the interface between the conventional and the digital method of working.
Article
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Construction projects are subject to risks, from the project-planning stage through the design phase to the execution phase and the subsequent guarantee period. This paper explains geotechnical risk analyses using selected examples from the Europaviertel project in Frankfurt, Germany.
Article
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Beginnend von der Projektierung über die Planungsphase bis hin zur Ausführungsphase und dem anschließenden Gewährleistungszeitraum sind bei Bauprojekten Risiken vorhanden. An ausgewählten Beispielen aus dem Projektgebiet Europaviertel in Frankfurt am Main werden geotechnische Risikoanalysen erläutert.
Article
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Since the 1970s in particular mechanised tunnelling technology has been increasing its share of the market at the expense of conventional tunnel engineering, a trend that has seen the development of ever larger tunnelling shields. The paper analyses some 274 individual projects in order to assess the impact of key machine parameters such as shield...
Conference Paper
In den Ingenieurwissenschaften und insbesondere im Bauingenieurwesen werden Risiken auf geplante Bauprojekte bezogen. Diese bestehen in unterschiedlichen Phasen eines Bauprojektes. Beginnend von der Projektierung über die Planungsphase bis hin zur Ausführungsphase und den anschließenden Gewährleistungszeitraum sind Risiken vorhanden. Jede der vorbe...
Article
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Darmstadt University of Applied Sciences is currently conducting tests to determine how the compressive strength of rock can be altered by means of microwave irradiation. This paper presents the findings of tests carried out on samples of Odenwald Bunter sandstone.
Article
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Insbesondere seit den 1970er-Jahren sind die Marktanteile des maschinellen Tunnelbaus gegenüber dem konventionellen Tunnelbau gewachsen. Immer größere Tunnelbohrmaschinen werden realisiert. Auf der Grundlage von bis zu 274 Projekten wurden die Parameter Schilddurchmesser, Antriebsleistung, Drehmoment und Vortriebsleistung von Schildmaschinen ausgew...
Article
This study presents an application of artificial neural network (ANN) and Bayesian network (BN) for evaluation of jamming risk of the shielded tunnel boring machines (TBMs) in adverse ground conditions such as squeezing grounds. The analysis is based on database of tunneling cases by numerical modeling to evaluate the ground convergence and possibi...
Article
Full-text available
An der Hochschule für angewandte Wissenschaften Darmstadt werden derzeit Untersuchungen zur Änderung der Druckfestigkeit von Fels infolge von Mikrowellenbestrahlung durchgeführt. Dieser Beitrag stellt Ergebnisse von Versuchen an Proben aus Odenwälder Buntsandstein vor.
Article
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At the Darmstadt University of Applied Sciences, tunnelling projects were analysed, in the case of which damage was registered during the construction process. This report contains the results that were established on the basis of 31 tunnelling projects driven by tunnel boring machines.
Article
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An der Hochschule für angewandte Wissenschaften Darmstadt wurden Tunnelbauprojekte analysiert, bei denen es während der Bauausführung zu Schadensfällen kam. Der vorliegende Beitrag stellt die Ergebnisse dar, die auf Grundlage von 31 Tunnelbauprojekten, die mittels Tunnelbohrmaschine aufgefahren wurden, ermittelt wurden.
Article
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A tunnel for a baggage conveyor system (GFA) is being built beneath the two runways for takeoffs and landings at Germany’s largest airport. It will be 1.6 km long with a diameter of 8.6 m. The following article explains numerical simulations based on a three-dimensional model, devised to predict settlements resulting from the mechanised tunnel driv...
Book
Um den Verkehrslärm zu reduzieren, sind Lärmschutzwände eine wirksame bauliche Maßnahme. Die Ausführung von Lärmschutzwänden an Straßenverkehrswegen ist in der ZTV-LSW 06 geregelt. Für die Vorgängerversion der ZTV-LSW 06, der ZTV-LSW 88, wurden mit der Ausgabe von 1997 durch die Arbeitsgruppe Erd- und Grundbau der Forschungsgesellschaft für Straßen...
Conference Paper
Due to the euphoria of people to make the impossible possible, increasingly complex construction projects are being planned and implemented. As a rule, projects are currently carried out under high cost and time pressure. This results in the need to optimize known processes in order to save additional time and costs and to continue to do justice to...
Article
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Mit 1,6 km Länge und 8,6 m Durchmesser soll unter den beiden Start- und Landebahnen des größten deutschen Flughafens Deutschlands eine Gepäckförderanlage (GFA) entstehen. Der Artikel erläutert die numerischen Simulationen anhand dreidimensionaler Modelle, um die Setzungen infolge des maschinellen Tunnelvortriebs mit besonderen Herausforderungen zu...
Conference Paper
Im Rahmen des kapazitiven Ausbaus des Flughafens Frankfurt am Main führt die Fraport AG derzeit den Neubau des Terminals 3 südlich der beiden parallel in Ost-West Richtung verlaufenden Start- und Landebahnen Süd und Center aus. Die bereits bestehenden Terminals 1 und 2 befinden sich nördlich davon. Um einen direkten Anschluss der geplanten Gepäckfö...
Article
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The stress redistribution in rock acts on the load afecting temporary shotcrete supports in tunnels. This article explains numerical calculations, which were undertaken at the University of Applied Sciences, Darmstadt. They serve to Analysis the rock’s stress deformation behaviour when tunnelling with a Gripper TBM and to establish pre-relieving fa...
Article
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Die Lastumlagerung im Gebirge wirkt sich auf die Belastung temporärer Spritzbetonsicherungen in Tunneln aus. Dieser Artikel erläutert numerische Berechnungen, die an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Darmstadt durchgeführt wurden. Sie dienen der Analyse des Spannungsverformungsverhaltens des Gebirges bei Vortrieben mit Gripper-TBM und de...
Conference Paper
Assessment of the risk of machine entrapment in squeezing ground is a critical step in selection of TBMs for tunneling in weak grounds or at high depth. This paper presents the implementation of Bayesian Networks (BN) for evaluation of jamming risk of TBMs, including single and double shield machines. The analysis is based on database of tunneling...
Article
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Gripper pretensioning force represents an essential parameter for deciding on the application of a Gripper TBM for driving a tunnel in hard rock. This article deals with a new approach for calculating a simplified evaluation of the gripper pretensioning force involving only a few initial parameters.
Conference Paper
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This paper reviews the issues involved with estimation of face pressure for first section of Glass Tunnel project, where extended reach of the tunnel length will be excavated in the alluvial soil. A single shield TBM with EPB mode is planned to mine the tunnel with maximum overburden can reach 103 m in this section. The alluvial grounds include sev...
Article
Excavation of long tunnels by shielded TBMs is a safe, fast, and efficient method of tunneling that mitigates many risks related to ground conditions. However, TBM applications in difficult conditions such as squeezing ground, which often happens in a combination of weaker rock and/or high depth, may lead to problems such as shield jamming. Insuffi...
Article
Full-text available
Die Gripperverspannkraft ist ein wichtiger Parameter zur Entscheidung über den Einsatz einer Gripper-TBM für einen Tunnelvortrieb im Festgestein. Dieser Artikel stellt einen neuen Berechnungsansatz zur vereinfachten Abschätzung der Gripperverspannkraft mit wenigen Eingangsparametern vor.
Conference Paper
Full-text available
Zusammenfassung Eine Gripper-TBM wird im Festgestein mit mittlerer bis hoher Standzeit eingesetzt. Zur Stützung des Hohlraums wird die temporäre Spritzbetonsicherung erst im Nachläuferbereich der Gripper-TBM eingebaut. Dadurch kann es zu einer starken Umlagerung der Spannungen im Gebirge kommen, so dass die temporäre Spritzbetonsicherung nur im ger...
Conference Paper
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Zusammenfassung Die Gründung von Bauwerken mittels einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung (KPP) ist in der heutigen Zeit zu einer gängigen Methode geworden, um auf setzungsempfindlichem Baugrund Bauwerke zu errichten. Am Beispiel des 155 m hohen Marienturms in Frankfurt am Main wurden umfangreiche numerische Simulationen mit Plaxis 3D durch-gefüh...
Article
Severe shield jamming events have been reported during excavation of Uluabat tunnel through adverse geological conditions, which resulted in several stoppages at advancing a single shielded tunnel boring machine (TBM). To study the jamming mechanism, three-dimensional (3D) simulation of the machine and surrounding ground was implemented using the f...
Article
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Jamming or blocking of the cutter head of a tunnel boring machine (TBM) represents a high risk for a tunnel excavation. Extensive investigations have been carried out for tunnel boring machines with shield and double-shield machines and criteria devised for design and dimensioning purposes. These approaches cannot be transposed to tunnelling with a...
Article
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Das Verklemmen beziehungsweise Blockieren des Bohrkopfs einer Tunnelbohrmaschine (TBM) stellt ein hohes Risiko für einen Tunnelvortrieb dar. Für Tunnelbohrmaschinen mit Schild und für Doppelschildmaschinen wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt und Kriterien für die Konstruktion und Bemessung entwickelt. Die Ansätze lassen sich nicht auf d...
Conference Paper
This study reports the application of the neural network for calculation of contact loads between the shield and ground to predict the required thrust force and estimate the TBM jamming of a single shielded TBM based on the database from numerical analysis and case studies. At first, a comprehensive finite difference model was used to simulate the...
Conference Paper
Excavation of long and deep tunnels through adverse ground conditions by shielded TBMs requires thorough rock stability analyses to evaluate the possibility of the machine entrapment. This refers to the assessment of ground pressure and displacement in tunnel walls. For this purpose, the Ground Reaction Curve (GRC) can be implemented using empirica...
Conference Paper
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Double Shield TBMs can be used in fast track projects for accelerated completion where there is limited information available on ground conditions and there are possibilities of encountering weak ground and shear zones. As such, the shielded TBMs are the primary choice of the machines in long tunnels, but face the possibility of entrapment in squee...
Article
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Ein entscheidendes Kriterium für die Dimensionierung einer Tunnelbohrmaschine mit Schild (TBM-S) ist die Festlegung der Größe des planmäßigen Überschnitts. In der Praxis erfolgt die Festlegung des Überschnitts zumeist durch Erkenntnisse aus realisierten Projekten. Ein analytischer Ansatz, über den der Überschnitt anhand der gebirgsmechanischen Kenn...
Article
In diesem Aufsatz werden auf theoretischer Grundlage abgeleitete Berechnungsansätze vorgestellt, durch die es möglich ist, das Risiko der Verklemmung des Schildmantels bei einer Tunnelbohrmaschine mit Schild (TBM-S) beurteilen und die Größe des erforderlichen planmäßigen Überschnitts bemessen zu können. Ebenso werden analytische Berechnungsansätze...
Book
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For the analysis of the stress-strain behaviour of rock in mechanical tunnel driving with tubbing segment support extensive numerical studies based on the finite difference method were carried out. Based on the extensive calculation results of the sensitivity studies several decisive material and geometrical parameters were determined and the devel...
Article
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The consistently growing container handling leads to an increase in demand of mooring areas. The movement of ships, the foundation soil and changing tide cause different kinds of loading for the quay wall construction. In addition to geotechnical measuring, numerical calculations are made to figure the load bearing behaviour of different quay wall...
Article
Zur Untersuchung der Ausbildung des Porenwasserdrucks im Bereich der Ortsbrust von maschinell aufgefahren Tunnelbauwerken wurden instationäre gekoppelte mechanisch-hydraulische Variationsberechnungen an einem dreidimensionalen numerischen Simulationsmodell eines Erddruckschilds unter Anwendung der Finite-Differenzen-Methode durchgeführt. Im vorlieg...
Article
The prognosis of the stress-strain behaviour of the underground always represents a special challenge because of the material in homogeneities. In order to take those material inhomogeneities for prognoses into consideration, engineers can use probabilistic methods. The application of those methods will be illustrated with numeric deterministic and...