The demand for accurate characterization of slag-based CEM II concretes is becoming increasingly important as the construction sector shifts towards eco-efficient materials. Here, the basic creep behavior of slag-based CEM II concretes is traced back to mixture-invariant hydrate properties. Therefore, an experimentally validated three-step micro-viscoelastic model for CEM I/OPC-concretes is complemented by a Powers-Acker-type hydration model for CEM II and extended towards long-term creep, temperature activation, and moisture sensitivity. This model is used for a strain rate-based, aging viscoelastic analysis of two creep tests on distinctively different CEM II concretes; revealing that the shear creep modulus of CEM II hydrates is half as large as the one of ordinary Portland cement hydrates. This makes slag-based CEM II concretes especially suitable for applications such as precast segmental tunnel linings, where a faster stress relaxation under displacement-controlled conditions is beneficial.

Due to uncertainties in the ground model and the spread of geotechnical properties, prediction of the exact system behaviour of underground structures is difficult in many cases. In order to manage this problem, the so‐called observational approach is often applied. Monitoring plays an important role to verify or falsify design assumptions, to adjust excavation and support measures to the actual conditions and to assess the stability of the system. For the management of the residual risk a geotechnical safety management plan is implemented. The OeGG has recently published a handbook summarizing the state of the art in tunnel monitoring and geotechnical safety management.

Large deformations are usual for tunnel excavation in weak rock mass and high overburden. In order to avoid overloading the support, various ductile support systems have been developed in the last 15 years to permit the controlled build-up of load in the lining. The design of such a ductile support system requires the consideration of the development of displacements in space and time, the time-dependent properties of the shotcrete and the characteristics of the ductile elements. The requirements for a yielding system are described. The latest developments in yielding elements for use with shotcrete support are discussed and their general performance and effectiveness are explained. Bei Tunnelvortrieben in Gebirge geringer Qualität und hoher Überlagerung treten in der Regel große Verformungen auf. Zur Vermeidung einer Überbeanspruchung des Ausbaus wurden in den letzten 15 Jahren unterschiedliche duktile Ausbausysteme entwickelt, die einen kontrollierten Lastaufbau in der Auskleidung erlauben. Zur Auslegung eines solchen duktilen Ausbaus müssen die räumliche und zeitliche Entwicklung der Verschiebungen sowie die zeitabhängigen Eigenschaften des Spritzbetons und die Charakteristik der duktilen Elemente berücksichtigt werden. Die Anforderungen an ein nachgiebiges System werden dargelegt. Die jüngsten Entwicklungen von Stauchelementen in Zusammenhang mit Spritzbetonauskleidungen werden gezeigt und deren generelle Leistung und Wirksamkeit durchleuchtet.

AbstractIn many countries observations of the system behaviour are executed during tunnel construction. However, the enormous potential of modern monitoring and evaluation methods is frequently not utilised. This paper presents different and nowadays common evaluation methods and their benefit is highlighted. Case studies are used for illustration.Beobachtungen des Systemverhaltens während des Tunnelbaus werden in vielen Ländern durchgeführt. Häufig wird jedoch das enorme Potenzial moderner Mess‐ und Auswertemethoden nicht ausgeschöpft. In diesem Beitrag werden verschiedene derzeit übliche Auswertemethoden dargestellt und deren Nutzen hervorgehoben. Fallbeispiele dienen zur Illustration.

Der Artikel behandelt eine neue, innovative Baumethode, die erstmalig erfolgreich beim Projekt Erkundungsschacht angewandt wurde. Der Schacht (Tiefe 121, 5 m, Innendurchmesser 9,1 m, Ausbruchdurchmesser 9,96 m) ist Teil des weiterfuehrenden Erkundungsprojekts Koralmtunnel und wurde mithilfe eines Vertikalen Abteuf-Schilds hergestellt und mit 30 cm dicken Stahlbeton-Tuebbingen ausgekleidet. Auf dem ersten Abschnitt von rund 30 m durchoerterte der Schacht grundwasserfuehrende Schichtabfolgen des Quartaers bestehend aus Sanden und Kiesen. In diesem Bereich musste unter Ruecksichtnahme auf den Grundwasserhaushalt die Auskleidung wasserdicht ausgefuehrt werden. Unterhalb des Quartaers folgten bis zur Endteufe Schichtabfolgen des Tertiaers, in denen die Auskleidung wasserdurchlaessig ausgefuehrt werden durfte. Als Basis der Dimensionierung des Abteuf-Schilds, der Vortriebspressen sowie insbesondere der Schachtauskleidung wurde ein geotechnisches Rechenmodell fuer den Baugrund erstellt. Dieses baut im Wesentlichen auf dem Ansatz des tiefenabhaengigen Erdruhedrucks und das Kennlinienverfahren auf. Um eine vortriebsbegleitende Kontrolle des erwarteten Systemverhaltens aus der Interaktion Schachtbauwerk-Baugrund zu gewaehrleisten, wurde ein abgestimmter geotechnischer Sicherheitsmanagementplan erarbeitet und fortgeschrieben. Dieser enthielt entsprechende Warn- und Alarmkriterien mit zugehoerigen Interventionsmethoden (Interventionsmatrix). (A) ABSTRACT IN ENGLISH: The paper deals with a rather innovative shaft construction method which was successfully applied at the 121.5 m deep and 9.1 m wide (D excavation = 9.96 m) vertical Paierdorf exploration shaft. This shaft is part of the Koralm tunnel investigation project and has been excavated under the protection of a vertical shield and supported with a mental lining. The geological conditions in the uppermost 30 cm thick quaternary layer are characterized by a mixture of sand and gravel in ground water conditions. A water-tight lining was required within this section to ensure a minimum disturbance of the groundwater table of this aquifer. The quaternary layer is followed by tertiary sediments with a separate aquifer. A more or less water-tight section consisting of siltstones with approximately 5 m vertical dimension divided these two aquifers (the quaternary and tertiary one). Thus, within the underlying tertiary sediments ground water lowering is allowed and the lining was built with unsealed joints. As a basis for design of the vertical shield, the thrust system and the lining system, a proper geotechnical model for the ground was developed, as well as adequate loads and their distribution determined for an economical and still safe design. This model is based on the fundamental equations for vertical load equilibrium combined with the method of Characteristic lines. A warning system including warning, alarm and action criteria in the so called Matrix of Intervention was defined. By monitoring the behaviour of the excavated and supported section with an intense geotechnical measuring and observation pro-gramme, the compliance with the requirements and criteria defined in the geotechnical safety management plan was checked. (A)