TY - CONF A1 - Zinas, Orestis A1 - Papaioannou, Iason A1 - Schneider, Ronald A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias T1 - 3D spatial modelling of CPT data for probabilistic preliminary assessment of potential pile tip damage upon collision with boulders N2 - Tip damage of monopiles from boulder collisions during installation has emerged as a critical design issue, primarily due to the combination of the widespread use of large-diameter piles and the complexity of the ground conditions at the available sites. Recently, a framework relating potential pile tip damage to cone tip resistance from Cone Penetration Tests (CPTs) has been proposed in the literature. Gaussian processes are powerful stochastic models that enable probabilistic spatial interpolation of soil data at any location within a site. On this basis, this study utilizes sparse CPT data from a site in the North Sea, to first develop an efficient Gaussian process regression model, which is used to derive a three-dimensional (3D) probabilistic predictive map of the cone tip resistance. Assuming deterministic loading conditions and a factual collision with a boulder of pre-defined properties, the cone tip resistance predictive model is subsequently used for a probabilistic preliminary assessment of potential pile tip damage. Results of the analysis are realistic 3D probability maps of potential damage that aim to support engineering judgment and contribute towards cost-effective site investigation planning and offshore wind farm design. T2 - 5th International Symposium on Frontiers in Offshore Geotechnics (ISFOG 2025) CY - Nantes, France DA - 09.06.2025 KW - CPT data KW - Gaussian process regression KW - Boulder impact KW - Preliminary pile tip damage assessment PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-634417 SN - 978-2-85782-758-0 DO - https://doi.org/10.53243/ISFOG2025-323 SP - 505 EP - 510 PB - International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering CY - London AN - OPUS4-63441 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Balscheit, Hagen A1 - Geißler, Peter A1 - Schepers, Winfried A1 - Cuèllar, Pablo T1 - Evaluation of pile tip buckling based on large scale tests N2 - Der Beitrag beschreibt eine groß angelegte Versuchskampagne mit Pfahlrammungen, um das Risiko des plastischen Versagens der Pfahlspitze besser zu verstehen und numerische Modelle zu validieren. Ein numerisches Modell mit transientem Bodenkontakt zeigt eine gute Übereinstimmung mit den Testergebnissen. Parametervariationen verdeutlichen, wie empfindlich die Pfahlreaktion auf Imperfektionen und Randbedingungen ist. T2 - 5TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON FRONTIERS IN OFFSHORE GEOTECHNICS CY - Nantes, France DA - 09.06.2025 KW - Pile Tip Buckling KW - Monopile KW - Offshore Windenergy KW - Driving Refusal KW - Large Scale Test PY - 2025 SN - 978-2-85782-758-0 DO - https://doi.org/10.53243/ISFOG2025-476 SP - 1218 EP - 1223 PB - International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE) CY - Nantes AN - OPUS4-63387 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Karabeliov, Krassimire A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias A1 - Rücker, Werner T1 - System identification of inverse, multimodal and nonlinear problems using evolutionary computing - Application to a pile structure supported on nonlinear springs N2 - This paper deals with the system identification of a mechanical structure supported by nonlinear springs subjected to an external load. If all mechanical parameters of the system were known, the displacement of the system subjected to this load could be easily calculated. However, the monitoring applications often deal with the inverse problem. The loads and displacements of the system are known and certain mechanical Parameters of the system are sought. The solution of such inverse problems can be difficult, especially when they have a nonlinear and multimodal character, which often makes them appear intractable at first sight. However, evolutionary computing can be applied to solve this inverse, nonlinear and multimodal problem. Sometimes a prior knowledge exists on certain system properties, which is difficult to implement into analytical or numerical solvers. This knowledge can play a decisive role in identifying the System properties and it can be easily included as a boundary condition when applying evolutionary algorithms. This article discusses how and under what conditions the unknown spring resistances can be identified. The practical application of this procedure is exemplified here with the mechanical system of a pile foundation. KW - Evolutionary computing KW - Inverse problem KW - Multimodal solution KW - System identification KW - Pile monitoring PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2015.07.034 SN - 0141-0296 SN - 1873-7323 VL - 101 SP - 609 EP - 620 AN - OPUS4-39310 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kullolli, Borana A1 - Stutz, H. H. A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias A1 - Rackwitz, F. ED - Cardoso, A. S. ED - Borges, J. L. ED - Costa, P. A. ED - Gomes, A. T. ED - Marques, J. C. ED - Vieira, C. S. T1 - A generalized plasticity model adapted for shearing interface problems N2 - The response of many geotechnical systems, whose structural behavior depends on shearing effect, is closely related to soil structure interaction phenomenon. Experimentally it is found that the localisation of these effect happens at a narrow soil layer next to the structure. Numerically, this behavior can be modelled through inter-face elements and adequate constitutive models. In this work, a constitutive model in the framework of Gen-eralized Plasticity for sandy soils has been chosen to be adapted for the interface zone. From the direct shear experiments a sandy soil at loose and dense states under different normal pressures is considered. The adapted constitutive model is able to reproduce contraction and dilatation of the soil according to its relative density and it shows a good agreement with the experimental data. T2 - Conference CY - Porto, Portugal DA - 25.06.2018 KW - Numerical modelling KW - Soil-pile interaction KW - Interface KW - Shearing PY - 2018 SN - 978-1-138-33198-3 VL - 1 SP - 97 EP - 102 PB - NUMGE CY - Porto, Portugal AN - OPUS4-45721 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias A1 - Rücker, Werner T1 - Relevant factors for the liquefaction susceptibility of cyclically loaded offshore monopiles in sand N2 - The offshore foundations may exhibit a relatively high liquefaction susceptibility due to the full saturation of the porous seabed and the cyclic nature of the typical offshore loads. Here, the particular relevance of some of the main factors that affect the liquefaction susceptibility of an offshore monopile will be addressed, focusing on the possibility of a progressive accumulation of residual pore water pressure within the saturated soil around a monopile under cyclic lateral loading. The discussion is based on numerical results obtained with a coupled FE model of the offshore foundation which includes the Biot-Zienkiewicz u-p model. A constitutive model of the Generalized Plasticity type has been used for the soil in order to reproduce important features of its behaviour under cyclic loading. This paper presents the findings derived from a parametric study of the problem and shows that the accumulation of residual pore pressure can produce significant changes of the pile's behaviour under external loading. The paper also investigates the effects caused by the loading from a realistic storm of moderate magnitude and the consequential transient degradation of the foundation's stiffness. T2 - Poromechanics V - 5th Biot conference on poromechanics CY - Vienna, Austria DA - 10.07.2013 KW - Soil liquefaction KW - Cyclic loads KW - Piles KW - Sand (hydraulic) KW - Offshore structures PY - 2013 SN - 978-0-7844-1299-2 DO - https://doi.org/10.1061/9780784412992.160 SP - 1336 EP - 1345 AN - OPUS4-28873 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rücker, Werner A1 - Karabeliov, Krassimire A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias A1 - Georgi, Steven T1 - Großversuche an Rammpfählen zur Ermittlung der Tragfähigkeit unter zyklischer Belastung und Standzeit N2 - Im Rahmen mehrerer vom Bundesumweltministerium geförderter Forschungsvorhaben untersucht die BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung zusammen mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft das Tragverhalten von zyklisch lateral und axial belasteten Rammpfählen für Offshore-Windkraftanlagen. Neben Modellversuchen im Labor werden hierbei auch Großversuche durchgeführt. In diesem Beitrag wird das neu erstellte Testfeld der BAM zur Prüfung von Pfählen in Horstwalde vorgestellt. In den laufenden Großversuchen werden Parameter wie Tragfähigkeitsminderung infolge zyklisch-axialer Lasten im Druck- und Zugbereich sowie die Zunahme von Tragfähigkeiten durch sogenannte Anwachseffekte untersucht. Bezüglich der zyklischen Belastungen werden insbesondere als unsicher anzunehmende Wertepaare in den derzeit verwendeten Interaktionsdiagrammen betrachtet, wobei hier das Hauptaugenmerk aber nicht nur auf dem Versagen des Pfahls, sondern auch auf der Ermittlung der Resttragfähigkeit nach definierten Zyklenzahlen liegt. Im Beitrag werden erste Ergebnisse zu den Anwachseffekten präsentiert und mit Ergebnissen aus der Literatur verglichen. Des Weiteren werden das Versuchsprogramm zu den zyklisch axial belasteten Pfählen vorgestellt und erste Ergebnisse gezeigt. In einem Ausblick werden weitere Ziele des Forschungsvorhabens beschrieben. Hierzu gehören die Validierung und Kalibrierung eines existierenden Modells zur Ermittlung der Tragfähigkeit unter zyklischer Belastung auf der Grundlage aktueller Messdaten am Pfahl.----------------------------------------------------------------------------------------------- Large-scale tests on driven piles for the investigation of pile capacity under cyclic loading and ageing effects. The cyclic behaviour of axially and laterally loaded piles for the foundation of offshore wind turbines is being investigated by the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) in the frame of several research projects funded by the German Federal Ministry for the Environment and carried out in cooperation with industrial and academic partners. To this end, physical model tests in reduced scale as well as large scale field tests are being performed. This paper presents the new pile testing facility in the BAM's testing site at Horstwalde. The large-scale tests being performed there are aiming at the pile capacity degradation due to cyclic axial loading (both in tension and compression) as well as at the investigation of the capacity gains due to ageing effects (pile setup). Concerning the cyclic loading, the investigations have been mainly focused on special load combinations where there is little experience and where current interaction diagrams are loosely defined. However, the aim of the tests was not the cyclic failure, but rather the assessment of the post-cyclic capacity after the application of a pre-defined number of load cycles. Here, the testing program is summarised and some key results from the first testing campaign are discussed. The paper also presents some preliminary results concerning the capacity gains through ageing and compares them to previous experience from the literature. Finally, the paper gives an outlook on further goals of the current research projects, including the validation and calibration of a design model for the cyclic capacity of piles based on measured data from real piles. PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1002/gete.201200021 SN - 0172-6145 SN - 1865-7362 SN - 2190-6653 VL - 36 IS - 2 SP - 77 EP - 89 PB - VGE Verl. GmbH CY - Essen AN - OPUS4-29517 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bronsert, Jeffrey A1 - Baeßler, Matthias A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Rücker, Werner ED - Dimitrovová, Z. ED - de Almeida, J.R. ED - Goncalves, R. T1 - Numerical modeling of train-track-interaction at bridge transition zones considering the long-term behaviour N2 - A train passage will induce elastic and plastic deformations in the ballast and ist underlying soll. Considering the short term behaviour the elastic deformations will overweight the plastic and therefore these can be neglected. Regarding the long term behaviour the plastic deformations will accumulate due to repeating traffic loads and lead to settlement and Deterioration ofthe track structure. A smooth settlement along the track (small differential Settlement) is acceptable, whereas large differential settlement accelerates the process of deterioration and reduces the safety and serviceability ofthe track. Especially a bridge transition zone is prone to large differential settlements, where the track deteriorates in the backfilling area of bridge abutments mainly due to stiffness changes between embankment and bridge, repeating traffic loads and displacements of the superstructure Ends on bridges. A numerical model will be presented, with a particular focus on the long term behaviour of the track at bridge transition zones under repeating traffic loads. The ahn ofthe Simulation is not the computation of every train Crossing but the analysis of the long term behaviour of the bridge transition zone based on single train crossings. The analysis is performed in the time domain, whereas the bridge, the track and the backfilling area are modelled by means of the finite T2 - ICOVP-2013 - 11th International conference on vibration problems CY - Lisbon, Portugal DA - 09.09.2013 KW - Train-track-interaction KW - Transition zone KW - Track settlement PY - 2013 SN - 978-989-96264-4-7 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-29591 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Mira, P. A1 - Pastor, M. A1 - Merodo, J.A.F. A1 - Baeßler, Matthias A1 - Rücker, Werner T1 - A numerical model for the transient analysis of offshore foundations under cyclic loading N2 - A comprehensive numerical model for the analysis of offshore foundations under a general transient loading is presented here. The theoretical basis of the model lies on the Swansea formulation of Biot's equations of dynamic poroelasticity combined with a constitutive model that reproduces key aspects of cyclic soil behaviour in the frame of the theory of generalised plasticity. On the practical side, the adoption of appropriate finite element formulations may prevent the appearance of spurious numerical instabilities of the pore pressure field. In this respect, the use of a coupled enhanced-strain element is here proposed. On the other hand, the practicality of the presented model depends ultimately on its computational efficiency. Some practical recommendations concerning the solution strategies, the matrix storage/handling procedures and the parallel multi-processor computation are here provided. Finally, the performance of the model with a benchmark study case and its practical application to analyse the soil–structure interaction of an offshore monopile under a realistic transient storm loading are discussed. KW - Offshore foundations KW - Cyclic loading KW - Numerical model KW - Pore pressure accumulation KW - Liquefaction analysis PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2014.02.005 SN - 0266-352x VL - 59 SP - 75 EP - 86 PB - Elsevier Ltd. CY - Barking AN - OPUS4-30490 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Georgi, Steven A1 - Baeßler, Matthias A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Karabeliov, Krassimire A1 - Rücker, Werner ED - Lutz, B. ED - Möller, G. ED - Rücker, Werner ED - Schiefelbein, N. T1 - Ermittlung von Beanspruchung und Verformungen von Pfahlgründungen - Messverfahren und Applikation N2 - Vor dem Hintergrund einer angestrebten größeren Unabhängigkeit der Energieversorgung von fossilen Energieträgern hat die Windenergie in den letzten Dekaden zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dabei wird insbesondere die Energiegewinnung offshore in der Deutschen Nordsee, auf Grund dort vorhandener stetiger Winde und sinkender Akzeptanz von Windkraftanlagen an Land, forciert. Im Hinblick auf die Gründung dieser Anlagen wird technisches Neuland betreten. Angesichts von Wassertiefen bis über 25 m erhalten aufgelöste Gründungsstrukturen wie Tripod und Jacket oft den Vorzug vor Monopiles. Letztere waren wegen der geringen Produktions- und Installationskosten, der bisher am häufigsten angewandte Gründungstyp in flacheren Gewässern. Monopile- und Mehrpfahlgründung unterscheiden sich wesentlich im Abtrag der Belastung durch Beanspruchungen aus Wind und Wellen in den umgebenden Baugrund. Während beim Monopile die zyklischen Momente über laterale Bettung abgetragen werden, entstehen an den Mehrpfahlgründungen axiale Zug- und Druckbelastungspaare in gegenüberliegenden Pfählen. Die zyklischen Belastungen von Monopiles sind demnach hauptsächlich in lateraler Richtung zu erwarten, während für Mehrpfahlgründungen die zyklische Belastung einen überwiegend axialen Charakter aufweist. Die zyklischen axialen Lasten in den Pfählen der Mehrpfahlgründungen können die axialen Tragfähigkeiten insbesondere am Pfahlmantel reduzieren und damit evtl, zu einem Versagen der Gründung führen. T2 - Messen im Bauwesen 2014 - Neue Messtechnik und Anwendungsfälle CY - Berlin, Germany DA - 04.03.2014 KW - Zyklik KW - Pfahl KW - Tragfähigkeit KW - Dehnungsmessung PY - 2014 SN - 978-3-9815944-7-8 SP - 97 EP - 108 AN - OPUS4-30486 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Bronsert, Jeffrey A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Rücker, Werner ED - Chen, A. ED - Frangopol, D.M. ED - Ruan, X. T1 - Evaluating the degradation of ballasted track at bridges for high-speed railways N2 - The bridge design for railway bridges is far more dependent on the interaction with the traffic and the carriageway than for road bridges. This is especially true for the specific demands of the track in highspeed railways. Both maintenance and safety of the track have to be considered. The most relevant sections for the design criteria can be located at the bridge transition zones. Based on experimental investigations it is shown that bridge joint displacements, changes in stiffness and uplifting of the sleeper are causes for an increased degradation and loss in strength of the ballasted track. With respect to high speed vibrations of the bridge deck can have an even more decisive impact. Bridge deck vibrations can lead to destabilization of the bailast. In a numerical study the behavior of the track at the bridge is illustrated. T2 - IABMAS 2014 - 7th International conference of bridge maintenance, safety and management CY - Shanghai, China DA - 07.07.2014 KW - Train-track-bridge-interaction KW - Bridge transition zone KW - Assessment criteria KW - Vehicle model KW - Numerical model PY - 2014 SN - 978-1-138-00103-9 SN - 978-1-315-76069-8 SP - 1 EP - 8 PB - CRC Press AN - OPUS4-31142 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bronsert, Jeffrey A1 - Baeßler, Matthias A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Rücker, Werner ED - Cunha, A. ED - Caetano, E. ED - Ribeiro, P. ED - Müller, G. T1 - Assessment and optimisation of bridge transition zones on the basis of a numerical model for train-track-bridge interaction N2 - The main degradation process at bridge transition zones due to traffic loads is the appearance of differential settlements. Abrupt stiffness changes, repeating traffic loads and relative displacements of the superstructure ends on bridges often aggravate this problem. In this contribution, a 3D finite element (FE) model extended with a boundary formulation in the frame of the scaled-boundary finite element method (SBFEM) for a transient analysis of train-track-bridge interaction is presented. This numerical model permits an assessment of bridge transition zone with respect to permanent deformations of the track. The main focus lies on the modeling strategies for the vehicle and their impact on suitable assessment criteria for bridge transition zones. For this purpose, two different modeling strategies for the vehicle, a moving load model and a multibody model, have been compared and discussed on the basis of the assessment criteria. The results indicate that the model of the vehicle has a minor effect for an assessment on the embankment, but that the assessment on the bridge may show significant differences depending on whether the inertial components of the vehicle (multibody model) are considered. T2 - EURODYN 2014 - 9th International conference on structural dynamics CY - Porto, Portugal DA - 30.06.2014 KW - Train-track-bridge-interaction KW - Bridge transition zone KW - Assessment criteria KW - Vehicle model KW - Numerical model PY - 2014 SN - 978-972-752-165-4 SN - 2311-9020 SP - 799 EP - 804 AN - OPUS4-31144 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Evaluating the degradation of ballasted track at bridges for high-speed railways T2 - IABMAS 2014 "Bridge Maintenance, Safety, Management and Life Extension" CY - Shanghai, China DA - 2014-07-07 PY - 2014 AN - OPUS4-31153 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Geißler, Peter A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Hüsken, Götz A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Baeßler, Matthias T1 - Insights into compaction grouting for offshore pile foundations N2 - The authors are currently investigating the possibility to apply compaction grouting for offshore pile foundations (Jacket piles as well as monopiles) as a possible retrofitting technique for an optimised foundation concept. In this research project, we are developing a design approach aiming to predict the ideal amount and properties of a grout for a specific soil situation and desired improvement of pile bearing capacity after Installation and during service time. Both numerical and experimental tests have been carried out to investigate the injection process during which a highly viscous grout is injected into the soil under high pressure to displace and compact the surrounding soil without fracturing it. The implicit Material Point Method (MPM) based on a mixed formulation is the numerical technique chosen to deal with the expected large deformations and the arbitrary shape of the developing grout bulb. The usage of MPM prevents both the need of remeshing and the numerical instability induced by extensive mesh distortion. For validation with experimental results, we have constructed a testing chamber with one transparent sidewall. This chamber enables us to observe the injection process directly at the transparent vertical window and to measure the in-plane soil displacements and strains by means of the Digital Image Correlation (DIC) technique. The results already reveal the interrelation of soil and grout properties for a successful usage of this common ground improvement technique. T2 - 37th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE 2018) CY - Madrid, Spain DA - 18.06.2018 KW - Offshore pile foundation KW - Compaction grouting KW - Material Point Method (MPM) KW - Mixed formulation KW - Digital Image Correlation (DIC) PY - 2018 SN - 978-0-7918-5130-2 SN - 2153-4772 VL - 9 SP - V009T10A013, 1 EP - 9 AN - OPUS4-46004 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Baeßler, Matthias A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Victor, A. A1 - Lüddecke, F. ED - Triantafyllidis, T. T1 - Stability and large deformations of slender structures supported by soil materials N2 - The stability and geometric nonlinearities of slender structures are a major topic in structural design. While this topic is most relevant in the field of Structural Engineering, e.g. for steel or concrete structures, only few applications take the role of soil-structure-interaction explicitly into account. The focus of this paper is placed on the impact of soil support and its modelling for the buckling analysis based on examples both for pile foundations and for railway track stability. The general interaction between steel design and the geotechnical input will be addressed. The paper discusses and summarizes a range of subtopics based on experience and current research at the author’s institute. KW - Buckling soil-structure-interaction offshore piles track PY - 2020 SN - 978-3-030-28515-9 SN - 978-3-030-28516-6 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-28516-6 SN - 1613-7736 SN - 1860-0816 VL - 91 SP - 355 EP - 369 PB - Springer CY - Cham, Switzerland AN - OPUS4-49166 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Numerical Modelling of Local Pile Deformations and Buckling incorporating the Pile-Soil-Interaction N2 - Pile Tip Buckling and Buckling of embedded piles both depend very much on the pile-soil-interaction and its modelling. The presentation gives an overview about current problems and research activities in the light of the development of numerical models. T2 - WESC Wind Energy Science Conference CY - Hannover, Germany DA - 25.05.2021 KW - Offshore Wind Energy Converter KW - Pile Foundation KW - Monopile Buckling KW - Pile Tip Buckling PY - 2021 AN - OPUS4-53033 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Dynamische Pfahlprobebelastungen an Bohrpfählen in einem Testfeld: Ein Ringversuch T2 - 28. Christian Veder Kolloquium CY - Graz, Austria DA - 2013-05-04 PY - 2013 AN - OPUS4-29123 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Herten, M. A1 - Baeßler, Matthias A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Georgi, Steven T1 - Bewertung dynamischer Pfahlprobebelastungen an Bohrpfählen N2 - Ziel des Ringversuchs war die Bewertung von dynamischen Pfahlprobebelastungen von Bohrpfählen insbesondere mit Bezug auf den „human factor“. Dafür wurde fünf Prüfern ohne weitere Vorgaben jeweils ein Pfahl zur Ermittlung der Grenztragfähigkeit zur Verfügung gestellt. Vergleiche der dynamischen mit den statischen Prüfungen wurden durch das ausgeprägte Kriechverhalten, das nur bei statischen Prüfungen ermittelt werden kann, erschwert. Unter Einbeziehung der lokalen Tragfähigkeitsunterschiede ergaben sich hinsichtlich der Schwankungen gut interpretierbare Tragfähigkeitswerte, wobei einzelne Ausreißer auf der sicheren Seite liegen. Im Wesentlichen haben alle Prüfer festgestellt, dass die Pfähle des Ringversuchs gegenüber den Erfahrungswerten der EA-Pfähle niedrige Tragfähigkeiten aufweisen. Unabhängig hiervon hat sich jedoch auch gezeigt, dass alleine die Auswertung der Messsignale eines Schlages durch den „human factor“ über 30 % abweichende Grenztragfähigkeiten ergeben können. Die aktuelle Normung berücksichtigt die unterschiedliche Aussagekraft einer dynamischen Prüfung gegenüber einer statischen mit Erhöhungen der Streuungsfaktoren, die in der gleichen Größenordnung liegen. Am Ende muss der Geotechnische Sachverständige bei jedem Bauvorhaben die Ergebnisse der dynamischen Prüfungen bewerten und die Grenztragfähigkeiten festlegen. Abschließend ist festzuhalten, dass nach Durchführung des Ringversuchs sämtliche dynamisch geprüften Pfähle zerstört waren. Ursächlich war der relativ geringe mobilisierbare Spitzendruck, wodurch die aufgebrachte Energie am Fuß als Zugwelle reflektiert wird. T2 - Pfahl-Symposium 2013 CY - Braunschweig, Germany DA - 21.02.2013 KW - Ringversuch KW - Statische Pfahlprobebelastung KW - Dynamische Pfahlprobebelastung KW - Bohrpfähle PY - 2013 SN - 3-927610-88-7 N1 - Serientitel: Mitteilung des Instituts für Grundbau und Bodenmechanik - Technische Universität Braunschweig – Series title: Mitteilung des Instituts für Grundbau und Bodenmechanik - Technische Universität Braunschweig IS - 96 SP - 79 EP - 100 AN - OPUS4-28072 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Herten, M. A1 - Georgi, Steven ED - Dietzel, M. ED - Kieffer, S. ED - Marte, R. ED - Schubert, W. ED - Schweiger, H.F. T1 - Dynamische Pfahlprobebelastungen an Bohrpfählen in einem Testfeld: Ein Ringversuch N2 - Pfähle werden in Deutschland auf der Basis von Pfahlprobebelastungen oder Erfahrungswerten bemessen. Dynamische Pfahlprobebelastungen sind deshalb von besonderem Interesse, weil sie eine kostengünstige Messung zur Bestimmung von Pfahltragfähigkeiten ermöglichen. Für gerammte Stahlprofile liegen eine Reihe positiver Vergleichsstudien und somit auch eine hohe Akzeptanz des Verfahrens vor (siehe z.B. Bergholz 2012, Baeßler et al. 2012). Im Allgemeinen muss man davon ausgehen, dass für Bohrpfähle aber erheblich größere Schwierigkeiten bei der Bestimmung der Tragfähigkeit durch dynamische Pfahlprobebelastungen auftreten. Zur Evaluierung von Ergebnissen aus dynamischen Pfahlprobebelastungen an Bohrpfählen wurde von BAW und BAM ein Ringversuch durchgeführt, an dem sich fünf T2 - 28. Christian Veder Kolloquium - Tiefgründungskonzepte - Vom Mikropfahl zum Großbohrpfahl CY - Graz, Austria DA - 04.04.2013 KW - Ringversuch KW - Statische Pfahlprobebelastung KW - Dynamische Pfahlprobebelastung KW - Bohrpfähle PY - 2013 SN - 978-3-900484-66-8 IS - 49 SP - 229 EP - 244 AN - OPUS4-28073 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Baeßler, Matthias A1 - Georgi, Steven A1 - Herten, M. T1 - Comparison of static and dynamic load tests on bored piles in glacial soil N2 - BAW and BAM have performed a large scale comparison and calibration test on static and dynamic load capacity evaluation of bored piles in glacial sandy soil. The test was performed using eight piles at the BAM test site for technical safety at Horstwalde 50 km south of Berlin. The test area has been prepared and investigated in great detail using boreholes, cone penetration tests, pore pressure sensors and geophysical methods to assure controlled conditions for all piles and tests. The piles (10 m length, 0.9 m diameter) are mainly friction piles (low toe resistance) and have been checked by integrity testing. Five piles have been tested by five contractors using the dynamic method in a blind experiment, the other ones piles by static load and/or later on by the dynamic method. Some piles have been equipped with additional fibre optic Instrumentation which proved to be robust and helpful in interpreting the results of static, dynamic and integrity tests. We have experienced a deviation of the dynamic load test results gathered in the blind experiment from the static values of up to 20% in most cases, sometimes even up to 30%. This can be related to the known soil inhomogeneities, interpretation and modelling in CAPWAP and method inherent uncertainties. In cases where the static values were known by the testers for calibration, the deviations were significantly smaller. It has to be taken into account, that the two static load tests showed different results as well. Due to the low toe resistance, use of a big drop weight (11 tons) and large drop heights most piles suffered from cracking, which was clearly seen in follow up integrity tests and confirmed by excavation. The piles are available for further research. T2 - International conference on piling & deep foundations CY - Stockholm, Sweden DA - 21.05.2014 KW - Piles KW - Static load test KW - Dynamic load test KW - Integrity PY - 2014 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-31202 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Georgi, Steven A1 - Herten, M. ED - Matsumoto, T. T1 - Evaluation of the dynamic load test on bored piles in sandy soil N2 - This paper summarizes the detailed planning of an evaluation project for dynamic load tests on bored piles in sandy soil. A test site had to be prepared, which ensures comparable conditions at all pile locations as well as a detailed knowledge on soil parameters and other boundary conditions. A detailed site investigation program was performed at a dedicated area on the BAM test site near Horstwalde south of Berlin, Germany. The site consists mainly of well graded, partly well compacted medium sands. A test program is designed that aims to give full responsibility for the testing performance to the operating consulting engineers. While each consultant is responsible for the testing of one of eight similar virgin piles, the test results will be compared to static load tests performed after the pile capacity analysis. The tests aim at a better understanding of the reliability of dynamic load tests and the necessary precautions for a good quality result. T2 - IS Kanazawa 2012 - 9th International conference on testing and design methods for deep foundations CY - Kanazawa, Japan DA - 18.09.2012 KW - Pile capacity KW - Bored pile KW - Evaluation study KW - Dynamic load test KW - Static load test PY - 2012 SN - 978-4-89010-597-7 IS - Paper 017 SP - 155 EP - 162 PB - Kanazawa e-Publishing Co., Ltd. AN - OPUS4-26901 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Ergebnisse der Prüfung von Bohrpfählen mittels dynamischer Pfahlprobebelastungen T2 - Workshop "Bewertung dynamischer Pfahlprobebelastungen von Bohrpfählen" CY - Karlsruhe, Germany DA - 2012-12-05 PY - 2012 AN - OPUS4-27533 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittner, Andreas A1 - Winterkorn, René A1 - Fabry, Çağtay A1 - Rethmeier, Michael A1 - Thiele, Marc A1 - Baeßler, Matthias A1 - Brauser, S. T1 - SmartWeld - Leichtbautechnik für Tragstrukturen von Offshore Windenergieanlagen N2 - Die Anwendung von Leichtbauprinzipien im Stahlbau, wie z.B. die Verwendung von aufgelösten Tragstrukturen, sog. Jackets-Fundamenten, bietet ein großes Potential zur Reduzierung des Ressourcenverbrauchs, insbesondere im Hinblick auf die benötigte Stahlmenge. In diesem Vortrag zeigen wir die Potenziale einer vollständigen Digitalisierung der schweißtechnischen Fertigungs- und Prüfkette auf, um eine vollautomatische Fertigung sowie Qualitätsprüfung von Rohrknoten als Schlüsselelement von Jackets-Fundamenten zu ermöglichen. Darüber hinaus wird der Zusammenhang zwischen der Geometrie der Nahtform und der resultierenden Ermüdungsfestigkeit durch numerische Methoden unter Einbeziehung bionischer Prinzipien bewertet. Es wird gezeigt, dass Hohlprofilknoten vollautomatisch unter Berücksichtigung von Geometrietoleranzen geschweißt werden können. Darüber hinaus konnte die Nahtform gemäß den numerischen Modellen hergestellt werden, was ein großes Potenzial für eine verlängerte Lebensdauer bietet. Anschließend werden die Verbesserungen bei der Ressourceneffizienz und die Reduzierung der Kohlendioxidemissionen durch eine Lebenszyklusanalyse bewertet. T2 - 11. Zukunftskonferenz Wind & Maritim CY - Rostock, Germany DA - 01.09.2022 KW - Offshore Windenergieanlagen KW - Gründungsstrukturen KW - Leichtbauprinzipien KW - Automatisierte Fertigung PY - 2022 AN - OPUS4-56654 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittner, Andreas A1 - Winterkorn, René A1 - Fabry, Çağtay A1 - Rethmeier, Michael A1 - Ratkovac, Mirjana A1 - Thiele, Marc A1 - Baeßler, Matthias T1 - Innovative Design- und Fertigungsstrategien zur Steigerung der Leichtbaupotenziale im Stahlbau N2 - Ziel des Verbundvorhabens „SmartWeld“ ist es, für die schweißtechnische Fertigung von Stahlbaustrukturen exemplarisch am Beispiel von Hohlprofilknoten, welche als designrelevante Elemente von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) einsetzbar sind, die Möglichkeiten des Leichtbaus unter konsequenter Digitalisierung der Fertigungskette aufzuzeigen, um einerseits die Ressourceneffizienz zu forcieren und gleichzeitig wettbewerbsfähige Fertigungsstrategien aufzuzeigen. Innerhalb von „SmartWeld“ werden daher die Möglichkeiten einer wirtschaftlichen Fertigung von Leichtbau-Gründungsstrukturen am Beispiel aufgelöster Tragstrukturen (Jackets) aufgezeigt. Eine lastgerechte Auslegung der Schweißverbindungen nach bionischen Prinzipien ermöglicht, weitere Einsparpotenziale an Ressourcen bei gleichzeitiger Erhöhung der Lebensdauer zu erschließen. Die Ausnutzung konstruktiver Prinzipien des Leichtbaus zur Erzeugung innovativer und ressourcenschonender Produkte erfordert den Einsatz digitaler Werkzeuge in der Designphase, der virtuellen Absicherung, der Fertigung und Qualitätsüberwachung sowie nachgelagerten Bauteilprüfung zur Abbildung der Nutzungsphase. Im Rahmen der Arbeiten wird daher der gesamte Produktentstehungs- und Prüfprozess betrachtet. Dies beinhaltet das Design im Kontext des konstruktiven Leichtbaus, den schweißtechnischen Fertigungsprozess, die Bauteilprüfung sowie den Transfer der Ergebnisse in die Industrie durch serientaugliche Demonstratoren. Der Fokus der Arbeiten ist, die Fertigung auch im Umfeld eines für großskalige Stahlstrukturen üblichen hohen Individualisierungsgrades schweißtechnisch zu automatisieren und das Leichtbaupotenzial gezielt umzusetzen. Die Vorgaben aus der Designphase hinsichtlich einer lastgerechten Gestaltung bzw. Implementierung bionischer Ansätze können so gezielt durch einen adaptiven, automatisierten Schweißprozess eingestellt werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Ermüdungs¬festigkeit und damit Produktlebensdauer, wodurch die Strukturen dünnwandiger ausgeführt und Ressourcen sowie CO2 eingespart werden können. T2 - Sitzung des DVS Fachausschuss FA03 - Lichtbogenschweißen CY - Rostock, Germany DA - 11.10.2022 KW - Offshore Windenergieanlagen KW - Gründungsstrukturen KW - Leichtbau KW - Automatisierte schweißtechnische Fertigung PY - 2022 AN - OPUS4-56656 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittner, Andreas A1 - Winterkorn, René A1 - Fabry, Çağtay A1 - Rethmeier, Michael A1 - Ratkovac, Mirjana A1 - Thiele, Marc A1 - Baeßler, Matthias T1 - Innovative Design- und Fertigungsstrategien zur Steigerung der Leichtbaupotenziale im Stahlbau N2 - Offshore wind energy plays an important role for the desired transition towards a carbon dioxide free industry within the next decades. However, the grounding of the offshore wind plants governs the overall installation process besides bureaucratic bottlenecks. The application of lightweight principles in steel construction, e.g. the usage dissolved load-bearing structures, so called Jackets foundations, offer great potential in reducing the resource consumption, especially with respect to the needed amount of steel. In this context this presentation focuses on a fully digitalization of the welding manufacturing and as well as testing chain to enable a fully automated manufacturing as well as quality assessment of tubular nodes as key element of Jackets foundation structures. Furthermore, the relationship between the seam shape geometry and resulting fatigue strength is evaluated by numerical methods incorporating bionic principles. It is shown that tubular nodes can be welded fully automatically taking geometry tolerances into account. Moreover, the seam shape could be manufactured as requested by the numerical models which offers great potential for an extended lifetime. Subsequently, the improvements in resource efficiency and reduction of carbon dioxide emissions are evaluated by a life-cycle-assessment. T2 - Leichtbau in der Hauptstadtregion - Rohstoffe - Recycling - Rohstoffe: Kreislaufwirtschaft im Leichtbau CY - Berlin, Germany DA - 28.11.2022 KW - Offshore Windenergie KW - Gründungsstrukturen KW - Leichtbau KW - Automatisierte schweißtechnische Fertigung PY - 2022 AN - OPUS4-56657 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittner, Andreas A1 - Winterkorn, René A1 - Fabry, Çağtay A1 - Rethmeier, Michael A1 - Ratkovac, Mirjana A1 - Thiele, Marc A1 - Baeßler, Matthias T1 - Innovative Design- und Fertigungsstrategien zur Steigerung der Leichtbaupotenziale im Stahlbau N2 - Ziel des Verbundvorhabens „SmartWeld“ ist es, für die schweißtechnische Fertigung von Stahlbaustrukturen exemplarisch am Beispiel von Hohlprofilknoten, welche als designrelevante Elemente von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) einsetzbar sind, die Möglichkeiten des Leichtbaus unter konsequenter Digitalisierung der Fertigungskette aufzuzeigen, um einerseits die Ressourceneffizienz zu forcieren und gleichzeitig wettbewerbsfähige Fertigungsstrategien aufzuzeigen. Innerhalb von „SmartWeld“ werden daher die Möglichkeiten einer wirtschaftlichen Fertigung von Leichtbau-Gründungsstrukturen am Beispiel aufgelöster Tragstrukturen (Jackets) aufgezeigt. Eine lastgerechte Auslegung der Schweißverbindungen nach bionischen Prinzipien ermöglicht, weitere Einsparpotenziale an Ressourcen bei gleichzeitiger Erhöhung der Lebensdauer zu erschließen. Die Ausnutzung konstruktiver Prinzipien des Leichtbaus zur Erzeugung innovativer und ressourcenschonender Produkte erfordert den Einsatz digitaler Werkzeuge in der Designphase, der virtuellen Absicherung, der Fertigung und Qualitätsüberwachung sowie nachgelagerten Bauteilprüfung zur Abbildung der Nutzungsphase. Im Rahmen der Arbeiten wird daher der gesamte Produktentstehungs- und Prüfprozess betrachtet. Dies beinhaltet das Design im Kontext des konstruktiven Leichtbaus, den schweißtechnischen Fertigungsprozess, die Bauteilprüfung sowie den Transfer der Ergebnisse in die Industrie durch serientaugliche Demonstratoren. Der Fokus der Arbeiten ist, die Fertigung auch im Umfeld eines für großskalige Stahlstrukturen üblichen hohen Individualisierungsgrades schweißtechnisch zu automatisieren und das Leichtbaupotenzial gezielt umzusetzen. Die Vorgaben aus der Designphase hinsichtlich einer lastgerechten Gestaltung bzw. Implementierung bionischer Ansätze können so gezielt durch einen adaptiven, automatisierten Schweißprozess eingestellt werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Ermüdungs¬festigkeit und damit Produktlebensdauer, wodurch die Strukturen dünnwandiger ausgeführt und Ressourcen sowie CO2 eingespart werden können. T2 - 9. Forum Leichtbau - Fortschrittliche Fertigungstechnologien und Werkstoffe für den Klimaschutz CY - Berlin, Germany DA - 29.09.2022 KW - Offshore Windenergieanlagen KW - Gründungsstrukturen KW - Leichtbau KW - Bionik KW - Automatisierte schweißtechniche Fertigung PY - 2022 AN - OPUS4-56655 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Introduction to the Workshop Life Time Extension N2 - The article introduces the topic of life time extension for offshore wind turbines. On the one hand, analogies are drawn with the topic of old steel bridges. On the other hand, potential regulatory issues and minimum requirements are discussed. T2 - Workshop Offshore Wind CY - Berlin, Germany DA - 26.02.2025 KW - Life Time Extension KW - Offshore Wind PY - 2025 AN - OPUS4-62640 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Schepers, Winfried T1 - VERBATIM: Project Introduction and Large Scale Experiments N2 - The presentation summarizes the scope of the joint project VERBATIM on buckling of large Monopiles. The presented work from the authors focusses on the experimental field tests of large predented piles during driving and a numerical investigation on the observed buckling behaviour. T2 - Colloquium „Buckling of Offshore Wind Energy Structures“ CY - Berlin, Germany DA - 14.02.2024 KW - Buckling KW - Offshore KW - Wind Energy Structures KW - Monopiles KW - Pile-Tip-Buckling PY - 2024 AN - OPUS4-59535 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Zobel, D. T1 - Improvement of the Bearing Capacity of Offshore Pile Foundations N2 - The Presentation gives an overview about Background, Needs and challenges with respect to pile design and modular pile capacity increase in the Frame of Offshore-Wind Foundations. Results and ideas of the Project TOP are presented. The presentation is prepared jointly by TUHH and BAM. T2 - Offshore Wind R&D Conference 2018 CY - Bremerhaven, Germany DA - 14.11.2018 KW - Grout Injection KW - Pile Capacity KW - TOP PY - 2018 AN - OPUS4-46626 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Rücker, Werner A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Georgi, Steven A1 - Karabeliov, Krassimire A1 - Baeßler, Matthias A1 - Johnsen, Björn ED - Durstewitz, M. ED - Lange, B. T1 - Please Avoid Tilting - Application-Oriented Design and Monitoring Model for Foundation Structures Subjected to Cyclic Loads N2 - A great deal is possible, even on the seabed. Together, wind and waves shake the foundations of the offshore wind turbines. "ere is also the “normal” current and ebb and #ow of the tides that are so distinctive in the North Sea. Pore water pressure can also occur on the seabed, loosening it. Where monopiles are involved, the worst case is that the stability of the whole turbine can be altered – even if such a monopile rammed into the seabed has a diameter of up to eight metres. Over half the planned offshore wind turbines in the North and Baltic Seas are to have monopile foundations, and over 40 % are to have multi-pile foundations, designed for example as a tripod. "is is why pile foundations and their loads deserve special attention. For one thing above all is to be avoided in plant operations, and that is the risk of turbine tilt. KW - Pile foundations KW - Offshore wind turbines KW - Cyclic loads PY - 2017 SN - 978-3-662-53178-5 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-662-53179-2 SP - 53 EP - 59 PB - Springer AN - OPUS4-39340 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kullolli, Borana A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias T1 - On contact problem application for the local behavior of soil-pile interaction N2 - In this paper a shear test, which helps to study local behavior of the soil-pile interaction, is modelled numerically with the Finite Element Method as a 2D plane strain problem. A normal pressure on top and shear displacement on side were applied. So far, the material behavior was considered elastic for the sake of simplicity. The effect of thickness on contact elements and the presence of in plane stress has been highlighted. The purpose of the paper is to find a suitable contact element which represents more close to reality a soil-pile interaction problem under cyclic axial loading. Moreover, an insight on the presence of in-plane stress shows that it needs to be considered cautiously. T2 - ICCE2017 CY - Tirana, Albania DA - 12.10.2017 KW - Contact problem KW - Numerical modelling PY - 2017 SP - 167 EP - 174 PB - Polytechnic University of Tirana CY - Tirana, Albania AN - OPUS4-42962 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Computational Geomechanics for Offshore Wind N2 - Simulations for the Safety and Efficiency of Foundations in the Offshore Wind Energy Production. T2 - Poster Challenge - EERA JP Wind Online Annual Event 2020 CY - Online meeting DA - 14.09.2020 KW - Numerical simulations KW - Marine geomechanics KW - Offshore wind energy PY - 2020 UR - https://www.eerajpwind.eu/events/eera-jp-wind-setwind-annual-event-2020/ AN - OPUS4-51280 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baeßler, Matthias A1 - Rücker, Werner A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Georgi, Steven A1 - Karabeliov, Krassimire T1 - Large-scale testing facility for cyclic axially loaded piles N2 - Offshore piles have to withstand predominantly cyclic axial loads when they are installed in multi-pile configurations, as in jacket foundations. The dimensions of the pile are governed by both the internal capacity and the fatigue behaviour of the steel cross-section as well as by its external capacity in the pile-soil interaction. Owing to the large numbers of piled foundations required for current and future offshore wind farms, there is an urgent need to optimize the dimensions and related costs of single piles. With regard to the pile capacity, two major topics of research are the determination of possible capacity gains due to pile ageing effects and proper consideration of cyclic degradation. In order to investigate both effects, a large-scale testing facility has been constructed at the BAM TTS site in Horstwalde near Berlin. This open-air facility allows large tubular driven piles to be loaded cyclically in both tension and compression while studying the ageing effects by introducing delays between the testing campaigns. First results already show a moderate increase in pile capacity over time. Concerning the anticipated capacity degradation of cyclically loaded piles, preliminary results show an unexpected behaviour. Additional tests are currently being conducted for further clarification. KW - Steel driven piles KW - Offshore foundations KW - Cyclic axial loading KW - Pile ageing KW - Large-scale field testing PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1002/stco.201310028 SN - 1867-0520 SN - 1867-0539 VL - 6 IS - 3 SP - 200 EP - 206 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-29535 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias A1 - Georgi, Steven A1 - Rücker, Werner ED - Triantafyllidis, T. T1 - Special issues for the coupled transient simulation of laterally loaded offshore piles and novel experimental findings T2 - Workshop Gründung von Offshore-Windenergieanlagen CY - Karlsruhe, Germany KW - Offshore pile foundation KW - Cyclic lateral load KW - Pore pressure accumulation KW - Model testing PY - 2010 SN - 0453-3267 IS - 172 SP - 117 EP - 138 CY - Karlsruhe AN - OPUS4-24496 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Bronsert, Jeffrey A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Rücker, Werner ED - Pombo, J. T1 - The stability of ballasted tracks supported on vibrating bridge decks, abutments and transition zones N2 - The track on bridges is affected by cyclic and dynamic action arising from the train passage and the reaction of the track supporting structure. Concerning the track, the current bridge design procedures include two major engineering tasks: On the one hand the stability of the track supported on the bridge deck has to be satisfied. In order to reduce the deterioration of the track the elasticity of the track has to be adapted for the stiff bridge deck. Furthermore, lateral stability has also to be satisfied. The vibration of the bridge structure has to be taken into account because it can affect the stability of the ballasted track. On the other hand the transition zone between bridge structure, abutment and the track on the subgrade is a matter of permanent concern. The changes in stiffness, in the dynamic behavior arising from the rolling stock and the relative deflection between the bridge structure and the abutment induce a nearly unavoidable problem for the long term behaviour on the track. BAM has conducted intensive experimental work to study the behaviour of the ballasted track on dynamically excited bridges. The state of the art is a design value for the deck acceleration of 0.35 g as established in the ENV 1991-1. In our experimental investigations the design value was verified. The influence of a frequency content higher than 30 Hz and of single vibration amplitudes on the track deterioration was evaluated. Both vertical and lateral stability were investigated. The influence of vibrations on the lateral stability can be more severe since the lateral stability could involve a sudden failure of the track. Furthermore, a simulation tool was developed to calculate the lateral stability on a vibrating bridge deck. For this simulation tool a parameter study was undertaken [1] where combinations of the curvature of the bridge-track system, the design temperature and the bridge deck vibrations were investigated. Parts of this study are incorporated in this paper. In a current research project the investigations are extended to the interaction of the train-track-dynamics and the long term behaviour of the transition zone. The main emphasis is on the integration of the possible deterioration of the structural components in the numerical modelling of the relevant structural elements of the vehicle, the bridge and bridge abutment structure. An outlook is given to a complete model for the assessment of the track behaviour at railway bridges. T2 - 1st international conference on railway technology: research, development and maintenance CY - Las Palmas, Gran Canaria, Spain DA - 18.04.2012 KW - Ballast KW - Acceleration KW - Bridge deck KW - Track deterioration KW - Track stability KW - Transition zone PY - 2012 SN - 978-1-905088-53-9 DO - https://doi.org/10.4203/ccp.98.13 SN - 1759-3433 N1 - Serientitel: Civil-Comp Proceedings – Series title: Civil-Comp Proceedings VL - 98 IS - Paper 13 SP - 1 EP - 20 PB - Civil Comp Press AN - OPUS4-26900 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Georgi, Steven A1 - Baeßler, Matthias A1 - Cuéllar, Pablo T1 - Verformungsakkumulation von Offshore-Pfahlgründungen unter zyklischer Belastung N2 - Die Berechnung von Verformungen lateral belasteter Pfahlgründungen bedingt in der Regel die Überführung der transienten Belastungen aus verschiedenen Umwelteinwirkungen in eine meist sinusförmige zyklische Belastung mit konstanter Amplitude. Dies bringt die Vernachlässigung der Reihenfolge, in der die realen Belastungen auftreten, mit sich. Die Voraussetzung dafür ist, dass der Einfluss dieser Reihenfolge auch tatsächlich gering ist. Da die meisten experimentellen Untersuchung hierzu sich auf die Elementebene und relativ geringe Zyklenzahlen beschränken, wird hier eine Versuchsserie präsentiert, in welcher Modellpfähle durch Zyklenpakete mit unterschiedlichen Amplituden in variierender Reihenfolge und hohen Lastspielzahlen belastet werden. Es zeigt sich ein geringer bis vernachlässigbarer Einfluss der Reihenfolge der Lastblöcke für reine Schwellbelastungen. T2 - 32. Baugrundtagung CY - Mainz, Germany DA - 2012-09-26 PY - 2012 SN - 9783981395358 SP - 97 EP - 104 CY - Essen AN - OPUS4-26769 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias A1 - Rücker, Werner T1 - Pore-pressure accumulation and soil softening around pile foundations for offshore wind turbines T2 - OMAE 2012 - 31st International conference on ocean, offshore and artic engineering CY - Rio de Janeiro, Brazil DA - 2012-07-01 KW - Offshore pile foundation KW - Cyclic loading KW - Coupled numerical modelling KW - Pore-pressure accumulation KW - Softening KW - Liquefaction PY - 2012 SN - 978-0-7918-4491-5 VL - 4 SP - 219 EP - 228 PB - ASME CY - New York, N.Y. AN - OPUS4-26738 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bronsert, Jeffrey A1 - Baeßler, Matthias A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Rücker, Werner T1 - Numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung an Brückenübergängen unter Berücksichtigung des Langzeitverhaltens N2 - In diesem Beitrag wird ein grundsätzliches Untersuchungskonzept für den Schienengebundenen Verkehr in Bezug auf das langzeitliche Verhalten am Brückenübergang vorgestellt. Das damit verbundene Ziel ist die Entwicklung eines numerischen Modells zu entwickeln, dass sowohl das Langzeitverhalten wie auch das kurzzeitdynamische Verhalten beschreibt, um konstruktive Lösungen zu entwickeln und zu optimieren. In einer ersten Phase wird der Brückenübergang mittels der FEM mit zwei unterschiedlichen Randmodellierungen für das FE-Gebiet modelliert. Die Ergebnisse der Modellierung mit einer Visko-Elastischen Randmodellierung und einer Randmodellierung mittels der Scaled-Boundary-Finite-Element Methode, werden miteinander verglichen. Unterschiede in der Wirkung auf kurzzeitdynamische Kenngrößen werden gezeigt, die heranzuziehen sind, um insbesondere Setzungen im Hinterfüllungsbereich des Brückenwiderlagers abzuschätzen. T2 - 4. VDI-Fachtagung - Baudynamik 2012 CY - Kassel, Germany DA - 25.04.2012 PY - 2012 SN - 978-3-18-092160-0 SN - 0083-5560 N1 - Serientitel: VDI-Berichte – Series title: VDI-Berichte VL - 2160 SP - 157 EP - 170 PB - VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-26980 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias A1 - Georgi, Steven A1 - Rücker, Werner T1 - Porenwasserdruckaufbau und Bodenentfestigung um Pfahlgründungen von Offshore-Windenergieanlagen N2 - Die Gründung von Offshore-Windenergieanlagen erfordert oft die Installation von Stahl-Pfählen mit großem Durchmesser, entweder als Monopile- oder Mehrpfahl-Konfiguration (Jacket, Tripod, usw.). In dieser Veröffentlichung werden die Auswirkungen einer zyklischen lateralen Belastung auf Offshore-Pfahlgründungen untersucht. Hierbei wird besonderes Augenmerk auf die Entwicklung des Porenwasserdrucks im umgebenden gesättigten Boden gelegt. Es wird gezeigt, dass der progressive Aufbau von Porenwasserdruck zu erheblichen Veränderungen des Verhaltens der Gründung unter externer Belastung führen kann, die die Stabilität bzw. Gebrauchstauglichkeit der Anlage potenziell gefährden. Dazu werden auch einige Effekte, die während eines realistischen Sturms von moderater Stärke entstehen, untersucht. Die transiente Abminderung der Gründungssteifigkeit wird hierbei thematisiert. Die genannten Aspekte wurden von den Autoren mittels eines gekoppelten zweiphasigen numerischen Modells der Offshore-Gründung untersucht. Das verwendete Stoffgesetz für den Boden, im Rahmen der Theorie der verallgemeinerten Plastizität, kann wichtige Merkmale von zyklischem Bodenverhalten reproduzieren, wie z. B. die Tendenz zu einer fortschreitenden Verdichtung unter zyklischer Belastung, die für Verflüssigungsphänomene unter undränierten Bedingungen verantwortlich ist. Die Notwendigkeit der Verwendung eines solchen Ansatzes wird hier anhand von Vergleichsberechnungen mit einem einfacheren Stoffmodell bzw. mit einem ungekoppelten Modell erörtet. Abschließend werden einige Implikationen der untersuchten Fragenstellungen für die praktische Bemessung von Offshore-Monopiles diskutiert und spezifische Empfehlungen gegeben.--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- For the installation of wind turbines in the offshore environment and their foundation in the seabed it is customary to employ large-diameter steel piles, either in monopile or multi-pile configurations (jacket, tripod, etc. ...). The effects of cyclic lateral loading on the offshore piles and particularly the possibility of a progressive accumulation of residual pore water pressure within the saturated embedding soil are discussed in this article. Here it is shown that this can lead to significant changes of their behaviour under external loading, which can potentially compromise the foundation's stability or serviceability. Furthermore, some of the singular effects arising during a realistic storm of moderate magnitude as well as their potential for transient damages to the foundation's stiffness are addressed in the paper. For the investigation of these phenomena the authors have employed a coupled bi-phasic analytical model of the offshore foundation. The constitutive model employed for the seabed, in the frame of the theory of Generalized Plasticity, can reproduce some complex features of cyclic soil behaviour such as the tendency for a progressive densification under cyclic loading, which is responsible for the soil liquefaction phenomena in undrained conditions. Finally, some implications and specific recommendations for the design of offshore monopiles in the frame of the limit states are provided. KW - Porenwasserdruckaufbau KW - Offshore-Pfahlgründung KW - Belastung KW - Zyklische KW - Pore pressure build-up KW - Offshore pile foundation KW - Cyclic loading PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1002/bate.201200031 SN - 0932-8351 SN - 1437-0999 SN - 0005-6820 SN - 0341-1052 SN - 0932-6359 SN - 0932-8351 VL - 89 IS - 9 SP - 585 EP - 593 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-26981 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Zum Tragverhalten von Gründungsstrukturen von Offshore-Windkraftanlagen T2 - Beiratssitzung "Werkstoffe und technische Systeme", BAM CY - Berlin, Germany DA - 2012-10-16 PY - 2012 AN - OPUS4-27021 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Stability of ballasted tracks on vibrating bridge decks and transition zones T2 - The first international Conference on Railway Technology CY - Las Palmas, Spain DA - 2012-04-16 PY - 2012 AN - OPUS4-27020 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Karabeliov, Krassimire A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias T1 - Großmaßstäbliche zyklische Versuche zum Zugtragverhalten von gerammten Stahlrohrpfählen N2 - Gerammte Stahlrohrpfähle sind das wesentlichste Gründungselement für Offshore-Konstruktionen. Typischerweise kommen diese als Monopiles oder als Mehrpfahlgründungen für Jacket-Konstruktionen zum Einsatz. Für die verhältnismäßig leichten Windenergieanlagen auf See wird bei Mehrpfahlgründungen regelmäßig die Zugtragfähigkeit maßgebend in der Bemessung. Zusätzlich sind Effekte aus wiederholten zyklischen Belastungen zu beachten, die sich auch auf die Zugtragfähigkeit auswirken können. Auch hier ergibt sich eine Besonderheit dadurch, dass im extremwertverteilten Lastspektrum wenige große (Wechsel-)Last-Amplituden entscheidend sind. Die gründungstechnischen Herausforderungen bei der Planung solcher Windparks auf See wurden von einer Reihe von Untersuchungen begleitet. Eine Versuchsserie zur Zugtragfähigkeit von großmaßstäblichen Pfählen wurde auf dem Testgelände der BAM nahe Horstwalde bei Berlin durchgeführt. Hierfür wurde ein Testfeld mit 10 Pfählen angelegt. Die Pfähle wurden monoton auf Zug und zyklisch belastet. Vergleichend wurden dynamische Pfahlprobebelastungen durchgeführt. Zwei der Pfähle wurden mit Dehnungssensoren instrumentiert und es konnte die Pfahl-Boden-Interaktion abschnittsweise ermittelt werden. T2 - 32. Christian Veder Kolloquium CY - Technische Universität Graz, Graz, Austria DA - 20.04.2017 KW - Offshore Windenergieanlagen KW - Pfahlgründungen KW - Zugtragfähigkeit KW - Zyklisches Tragverhalten PY - 2017 SN - 978-3-900484-75-0 IS - 58 SP - 103 EP - 120 PB - Gruppe Geotechnik Graz AN - OPUS4-40201 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Pastor, M. A1 - Mira, P. A1 - Fernández-Merodo, J.A. A1 - Baeßler, Matthias A1 - Rücker, Werner ED - Benz, T. ED - Nordal, S. T1 - Numerical investigations for the pile foundation of an offshore wind turbine under transient lateral load N2 - Numerical analysis can be useful for the investigation of important aspects of offshore foundation prototypes that otherwise could hardly be studied experimentally, like the evolution of pore-water pressure around the monopile foundation of an offshore wind turbine under extreme loading. A combination of mixed pressuredisplacement formulations along with a constitutive model for sands based on the Generalized Plasticity Theory can replicate accurately the soil behaviour in saturated conditions. However, additional issues must be taken into account in order to perform numerical simulations of offshore piles. Some implications of the Babuska-Brezzi restriction, as well as considerations about the pile-soil interface and suitable solution strategies are discussed here. Due to the high cost of the transient analysis, the parallel computation offers a promising perspective, but can be complex and needs to be implemented carefully in order to avoid a performance deterioration. A brief overview on current trends and functional software is given here. T2 - 7th European conference on numerical methods in geotechnical engineering (NUMGE 2010) CY - Trondheim, Norway DA - 2010-06-02 KW - Offshore pile foundation KW - Cyclic lateral load KW - Pore pressure accumulation PY - 2010 SN - 978-0-415-59239-0 SP - 913 EP - 919 PB - Taylor & Francis AN - OPUS4-21572 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Cyclic and Dynamic Loads on Railway Track and Foundations T2 - 1st workshop "Research Cooperation CEDEX-BAM" CY - Madrid, Spain DA - 2009-07-07 PY - 2009 AN - OPUS4-19770 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias A1 - Rücker, Werner T1 - Ratcheting convective cells of sand grains around offshore piles under cyclic lateral loads N2 - Sand densification around the pile has traditionally been regarded as an explanation for the grain migration and soil subsidence that often occur around cyclic laterally loaded piles embedded in sand. Supported by new empirical evidence, this paper proposes that, additionally to some soil densification around the pile, the main cause for the continuous "steady-state" grain migration is a convective cell flow of sand grains in the vicinities of the pile head. Such convective flow would be caused by a ratcheting mechanism triggered by the cyclic low-frequency lateral displacements of the pile. Furthermore, the experimental results suggest that the limit between the convective cell and the static soil is marked by a distinct direct shear surface. This might shed some light into the complex phenomena related to the pile-soil interaction in the upper layers of the bedding, which are normally the main contributor for the lateral load-bearing capacity of piles. KW - Grain migration KW - Pile foundation KW - Cyclic lateral load KW - Ratcheting KW - Convection KW - Densification PY - 2009 DO - https://doi.org/10.1007/s10035-009-0153-3 SN - 1434-5021 SN - 1434-7636 SP - 1 EP - 12(?) PB - Springer CY - Berlin ; Heidelberg AN - OPUS4-20104 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bronsert, Jeffrey A1 - Baeßler, Matthias A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Rücker, Werner T1 - Bewertung und Optimierung von Brückenübergangsbereichen auf der Basis eines numerischen Modells für die Fahrzeug-Fahrweg-Brücken-Wechselwirkung N2 - In diesem Artikel wird ein 3D FE-Modell für den Brückenübergangsbereich vorgestellt, das eine Bewertung hinsichtlich des Langzeitverhaltens ermöglicht und an dem Optimierungsmaßnahmen diskutiert werden können. Bestandteile des numerischen Modells sind das Fahrzeug-Fahrwegmodell mit Brückenstruktur und eine Randformulierung mit der SBFEM. Die hier diskutierten Optimierungsmaßnahmen fokussieren sich auf eine reine Anpassung der Fahrwegsteifigkeit durch elastische Elemente auf der Brückenstruktur. T2 - 5. VDI-Fachtagung - Baudynamik 2015 CY - Kassel, Germany DA - 22.04.2015 PY - 2015 SN - 978-3-18-092244-7 N1 - Serientitel: VDI-Berichte – Series title: VDI-Berichte IS - 2244 SP - 247 EP - 258 PB - VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-35259 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Taylor, G.R. A1 - Tan, R. A1 - O´Brien, A.S. A1 - Baeßler, Matthias A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Lane, J.S. A1 - Evans, E. T1 - The use of physical model testing in the development of models for potential impact assessment on the UK rail network N2 - Most railway embankments in the UK were built in the Victorian era and are of end-tipped construction using materials (usually cohesive) excavated from adjacent cuttings, resulting in a clod-and-matrix structure. Historically, there has been a lack in understanding of the mechanical behaviour of such railway embankments. In the next decade railway traffic in the UK, particularly freight, is forecast to grow considerably. Consequently, there is a need to improve the understanding of how increases in rail traffic loading may influence the mechanical behaviour of railway embankments and thus track performance. The Rail Safety and Standards Board in conjunction with Network Rail is currently undertaking a programme of applied research into this topic. As part of these studies a programme of physical model tests has been carried out. Physical model tests can provide high quality data on system performance under a large range of loading conditions and geometrical configurations. The data can be generated rapidly, with test periods of weeks or months rather than years or decades. Additionally, boundary conditions are well-defined and controlled, compared with the complex situations encountered in full scale embankments in the field. This paper summarises the physical model test programme, the development of the test set-up, the tests themselves and the conclusions drawn. T2 - European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering CY - Edinburgh, Scotland, UK DA - 13.09.2015 KW - Railway embankment KW - Clay fill KW - Physical model testing PY - 2015 SN - 978-0-7277-6067-8 DO - https://doi.org/10.1680/ecsmge.60678 SP - 361 EP - 366 AN - OPUS4-39374 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Baeßler, Matthias A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Georgi, Steven A1 - Karabeliov, Krassimire A1 - Rücker, Werner A1 - Johnsen, Björn ED - Durstewitz, M. ED - Lange, B. T1 - „Neuland“ auf dem Meeresboden - Überwachungsverfahren und Bewertungsmodell für die Gründung von Offshore-Windenergieanlagen N2 - Offshore-Windenergie betritt Neuland, gerade bei der Gründung. Denn Windenergie auf See kann die Erfahrungen der gängigen Offshore-Konstruktionen der Öl- und Gasindustrie nur bedingt nutzen. Mehr als dort, versucht man bei der Offshore-Windenergie, die Gründungsabmessungen – insbesondere die Pfahllängen – soweit wie möglich zu reduzieren. Denn dies kann bei der hohen Anzahl der Windenergieanlagen erhebliche wirtschaftliche Vorteile bringen. Andererseits wird die Standsicherheit der Gründungen durch den viel höheren Anteil an zyklischen Lasten gegenüber den gängigen Offshore- Strukturen in schwer einschätzbarer Weise zusätzlich gefährdet. Da Offshore-Windenergieanlagen in Serienfertigung produziert werden, wirkt sich hier jeder systematische Fehler bei der Gründung dann gleich als Serienfehler auf eine Vielzahl von Anlagen aus. Überwachung ist also angesagt – und das richtige Maß bei der Pfahlgründung, der am meisten verwendete Fundamenttyp bei Windenergieanlagen. KW - Offshore Windkraftanlagen KW - Pfahlgründungen KW - Überwachungsverfahren PY - 2016 SN - 978-3-658-09782-0 SN - 978-3-658-09783-7 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-658-09783-7 SP - 61 EP - 68 PB - Springer AN - OPUS4-39348 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Baeßler, Matthias A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Georgi, Steven A1 - Karabeliov, Krassimire A1 - Rücker, Werner A1 - Johnsen, Björn ED - Durstewitz, M. ED - Lange, B. T1 - Uncharted Territory on the Seabed - Monitoring Procedures and Assessment Model for the Foundations of Offshore Wind Turbines N2 - Offshore wind turbines enter unknown territory, especially where the foundations are concerned. This is because offshore wind power can only make use of the experience from the common offshore constructions used by the oil and gas industry to a limited extent. The offshore wind industry has tried to reduce foundation dimensions, especially the pile lengths, as much as possible compared with those of the oil and gas industry. This is because with the large number of wind turbines involved it can provide considerable economic advantages. On the other hand, the stability of the foundations is additionally at risk because due to the much larger number of cyclic loads they are subjected to it is very difficult to predict how they will behave. Since offshore wind farms are manufactured in series, every systematic fault in the foundation acts as a series fault for a large number of turbines. This calls for monitoring – and the right dimensions of pile foundation, the most common type of foundations used for wind turbines KW - Offshore wind turbines KW - Field tests KW - Axial pile capacity PY - 2017 SN - 978-3-662-53178-5 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-662-53179-2 SP - 61 EP - 67 PB - Springer AN - OPUS4-39341 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Rücker, Werner A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Georgi, Steven A1 - Karabeliov, Krassimire A1 - Baeßler, Matthias A1 - Johnsen, Björn ED - Durstewitz, M. ED - Lange, B. T1 - Schieflagen bitte vermeiden N2 - Vieles ist möglich, auch auf dem Meeresboden. Wind und Wellen rütteln gemeinsam an der Gründung, den Fundamenten der Offshore-Windenergieanlagen. Hinzu kommen die „ganz normale“ Strömung sowie die in der Nordsee besonders ausgeprägten Gezeiten von Ebbe und Flut. Zudem kann am Meeresboden Porenwasserüberdruck entstehen, der den Boden lockern und im schlimmsten Fall bei Monopiles die Stabilität der gesamten Anlage ändern kann. Selbst wenn ein solcher in den Meeresboden gerammter Pfahl bis zu 8 Meter Durchmesser hat. Über die Hälfte der geplanten Offshore-Anlagen in Nord- und Ostsee werden mit Ein-Pfahl-Gründungen geplant, über 40 % sollen als Mehrpfahl-Gründungen, zum Beispiel als Tripod, ausgeführt werden. Von daher verdienen Pfahlgründungen und ihre Belastungen besondere Aufmerksamkeit. Denn eines gilt es im Anlagenbetrieb unbedingt zu vermeiden: Eine drohende Schiefstellung der Anlage KW - Windenergie KW - Offshore KW - Pfahlgründungen PY - 2016 SN - 978-3-658-09782-0 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-658-09783-7 SP - 53 EP - 59 AN - OPUS4-39344 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias T1 - Probabilistic approaches to the design and assessment of offshore foundations considering spatially varying site conditions N2 - In this contribution, we consider two applications in which probabilistic approaches can potentially complement or enhance the design and assessment of offshore wind turbine foundations. First, we illustrate in a numerical example that probabilistic modelling can be helpful in dealing with chang-es in turbine locations during the planning phase of an offshore wind farm. In this case, spatial probabilistic modelling of the ground conditions enables (a) an inference of the soil properties at the modified turbine location from field data collected at different locations across an offshore wind farm site and (b) an optimisation of further site investigations. Second, we discuss the uncer-tainties and risks associated with the installation of large diameter monopiles in soils with hetero-geneities such as strong layers and/or embedded boulders. Subsequently, we present a concept for modelling, understanding, and managing these risks based on a probabilistic model of the subgrade conditions, monopile, and subgrade-pile-interaction. T2 - 3rd International Conference on Structural Integrity for Offshore Energy Industry (SI 2021) CY - Online meeting DA - 15.11.2021 KW - Probabilistic modelling KW - Spatially varying ground conditions KW - Foundation reliability analysis KW - Monopile installation risks PY - 2022 SN - 978-1-8383226-3-2 SP - 9 EP - 17 AN - OPUS4-54531 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Large Monopiles: Experimental and numerical investigation of monopile tip buckling during installation as well as of local pile buckling under operational conditions N2 - The research project Verification of Buckling Assessment and Behaviour in Large Monopiles (VERBATIM) focuses on challenges arising due to the ongoing increase of dimensions of monopiles as foundation for offshore wind turbines. This project is focused on two main topics: - Monopile tip buckling during pile installation - Local buckling of embedded piles during operation It is known from previous investigations and experiences in practice that large deformations of a monopile tip during offshore installation works can occur. These large deformations initiated at the tip of the monopile are commonly referred to as “pile tip buckling”. Own research focuses on optimising monopile dimensions to reduce the cost of monopile foundations for offshore wind turbines while preventing pile tip buckling. Buckling of embedded cylindrical shells for offshore structures is a common engineering task. Structures can be analysed using standard software and have been done so in recent studies e.g., Gottschalk. However, the trend towards larger monopile and optimised structures has led to a fundamental need for better and verified models. A main challenge is the submodelling of the structure-soil-interaction. Developing such complex models is one main goal of the VERBATIM project. For both main topics model tests were performed at the laboratories of BAM and TU Berlin. These experimental results were used to verify related numerical models and simulations. T2 - WindEurope CY - Copenhagen, Denmark DA - 25.04.2023 KW - Monopiles KW - Tip Buckling KW - Pile Buckling KW - Foundations KW - Offshore KW - Windenergy PY - 2023 AN - OPUS4-57405 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - On the Reassessment of Bridge Superstructure Vibrations for High-Speed Traffic N2 - The acceleration thresholds of bridge superstructures remain criti-cal for designing and reassessing railway bridges on high-speed lines, with ballasted track systems historically limited to 3.5 m/s² vertical accelerations due to destabilization risks. As part of the European InBridge4EU project, this study addresses methodological uncertainties in linking vertical bridge vibrations to lateral track creep—a key focus area for modernizing assess-ment protocols. A comparative analysis of two acceleration postprocessing methods (peak identification vs. fatigue-derived rainflow counting) as part of a recently proposed framework was conducted using an example bridge and train combination. Results demonstrate that rainflow counting yields more conservative creep estimates with the bulk of cumulative vibration-induced creep attributable to accelerations exceeding 3 m/s². However, discretizing acceleration ranges into 1 m/s² bins introduced significant errors compared to continuous cycle data, highlighting sensitivity to analysis parameters. These findings underscore the complexity of reconciling laboratory-derived harmonic vibration models with real-world bridge dynamics, where non-uni-form acceleration patterns dominate. The research directly informs ongoing efforts to refine standardized criteria for ballasted track stability, particularly through the InBridge4EU project's systematic re-evaluation of vibration lim-its and their engineering implications. By quantifying discrepancies between computational approaches, this work advances the development of robust protocols for predicting track degradation under high-speed operational loads. T2 - 11th International Conference on Experimental Vibration Analysis for Civil Enginering Structures (EVACES 2025) CY - Porto, Portugal DA - 02.07.2025 KW - Infrastructure KW - Railway bridges KW - Ballasted track KW - Railway bridge dynamics KW - Rainflow counting PY - 2025 AN - OPUS4-63658 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -