Jaargang 25, 2021 - nummer 4 incl Geotechniekdagspecial

Het bepalen van een geschikt constitutief model en bijbehorende modelparameters wordt beschouwd als een van de meest uitdagende stappen bij het maken van een betrouwbaar eindige-elementenmodel voor een geotechnisch project. Vele empirische correlaties zijn voorgesteld door verschillende onderzoekers om grondparameters uit in-situ proefresultaten te bepalen. Er is echter geen eenduidige methode om constitutieve modelparameters te bepalen. Daarbij is er in het beginstadium van een project vaak een gebrek aan grondgegevens. Dit leidt ertoe dat verschillende ingenieurs verschillende oplossingen berekenen voor hetzelfde probleem, wat het algehele vertrouwen in numerieke analyses ondermijnt. Als oplossing presenteren TU Delft en samenwerkingspartners een geautomatiseerd parameterbepalingssysteem (Brinkgreve, 2019; Van Berkom, 2020), gebaseerd op de grafentheorie (Diestel, 2017). Het resultaat is een netwerk van paden tussen de originele gemeten sondeergegevens en de uiteindelijke modelparameters. Het toont overeenkomsten met een satellietnavigatiesysteem, echter geven verschillende paden verschillende waarden en nauwkeurigheden, waaruit een optimale parameterwaarde bepaald kan worden. Het doel is om ingenieurs te ondersteunen bij het gebruik van geavanceerde ontwerpmethoden, waarbij meer eenduidigheid ontstaat in de resultaten. Ondertussen wordt door een team van specialisten bij Witteveen+Bos, TU Delft, Bentley Systems en TU Graz het parameterbepalingssysteem verder uitgebreid en gevalideerd.

De ambitie van CEMS is om geotechnische en geohydrologische tools als microservice te leveren, zodat deze kunnen worden geïntegreerd in een, zoveel mogelijk, geautomatiseerd ontwerpproces. CEMS challenget daarmee de bestaande ontwerpsoftware waarmee onderlinge koppelingen niet mogelijk of gebrekkig zijn, die nog niet optimaal gebruik maken van het daadwerkelijk automatiseren van zoveel mogelijk handelingen en die onvoldoende gebruik maken van Cloud voordelen

Onder het motto “We make the drilling industry go digital” werd CloudPiling in mei 2020 geboren. CloudPiling heeft een duidelijk doel voor ogen: Breaking new ground.

Het onafhankelijk softwarebedrijf (SaaS) zet alles op alles om het volle potentieel van elke ingenieur te benutten. Door digitale ondersteuning voor de beaten track, komt de new ground haarscherp in beeld. CloudPiling automatiseert wat repetitief en voorspelbaar is en creëert tijd en ruimte voor het genie dat in elke ingenieur schuilgaat. En dat creëert op die manier een nooit geziene materiaal- én tijdwinst.

Ten behoeve van het ontwerp en de toetsing van railinfrastructuur is met Python een aantal tools ontwikkeld rondom Geolib voor het automatisch berekenen van de stabiliteit en de kritische treinsnelheid van bestaande aardenbanen.

Met behulp van de tools worden de invoer files voor de stabiliteit (D-stability stix files) en kritische treinsnelheid gegenereerd.

Nadat de doorsnedes zijn doorgerekend met D-stability worden invoer en resultaten automatisch overzichtelijk gepresenteerd in een rapport. Ook worden GIS files gegenereerd, zodat de resultaten in een topografisch bovenaanzicht kunnen worden gepresenteerd met kleuraanduiding voor de berekenende veiligheidsfactoren. Naast de stabiliteit van het baanlichaam (diepe glijvlak onder de spoorconstructie) worden ook de oppervlakte en taludstabiliteit waarbij de integriteit van de spoorconstructie zelf niet wordt aangetast (glijvlak door het talud naast de spoorconstructie) en de kritische treinsnelheid berekend en gepresenteerd.

Met behulp van de automatisering kan snel en overzichtelijk de stabiliteit van wegen en spoorbanen worden bepaald en kunnen kritische locaties makkelijk worden opgespoord. Daarnaast zorgt de automatisering voor het verminderen van menselijke fouten omdat handmatige handelingen, zoals het invoeren van dwarsprofielen, worden geminimaliseerd.

VolkerWessels houdt zich bezig met grootschalige projecten: van rails en wegen tot grote kunstwerken en technische installaties. In al die projecten kan digitalisering een belangrijke bijdrage leveren helpen. Aan Eckhardt de taak om de weg te wijzen, zowel extern bij klanten en andere betrokkenen, als intern bij de eigen collega’s binnen het bedrijf. ‘In elke ranglijst over de mate van digitalisering bungelt de bouwwereld ergens onderaan’, zegt Eckhardt. ‘Andere sectoren, zoals de bankwereld, zijn veel verder. Daar kan onze sector veel van leren.’

In 2017 organiseerden de auteurs van dit artikel de Eerste Internationale Workshop over Paalmatrassen. Twintig internationale experts en 70 deelnemers waren aanwezig bij de workshop die werd gehouden in de Tongji universiteit in Shanghai in China. Vervolgens kregen de auteurs van dit artikel de kans om op te treden als gast-redacteur van een Special Issue van het internationale wetenschappelijke tijdschrift Geosynthetics International (Van Eekelen en Han, 2020a). Deze speciale uitgave bevat 14 journal papers, plus een lead paper van de hand van de gast-redacteurs (Van Eekelen en Han, 2020b,). De paper geeft een zeer uitgebreid overzicht van de state-of-the-art van paalmatrassen. Dit artikel in GeoKunst beschrijft enkele highlights uit de state-of-the-art paper.

Door de mogelijkheden van digitalisering en automatisering volledig te omarmen en te implementeren in de geotechnische ontwerppraktijk, kan snel en op een efficiënte wijze meerwaarde worden gerealiseerd ten aanzien van bouwkosten alsmede op het gebied van duurzaamheid. In dit artikel wordt de opzet en toepassing van een gedigitaliseerd en geautomatiseerd ontwerpproces met eindige-elementen modellen besproken. De brede toepasbaarheid van de gecreëerde tools en de verschillende voordelen die men daarmee kan behalen worden toegelicht aan de hand van praktijkvoorbeelden. Deze voorbeelden betreffen een variantenstudie voor een complexe kaderenovatie, het ontwerp van nieuwe lijninfrastructuur binnen een groot tunnelproject en een uitgebreide analyse van een bestaande diepzeekade. Afsluitend wordt nader ingegaan op de volgende stappen die genomen moeten worden om het gedigitaliseerde ontwerpproces nog verder te verbeteren, o.a. ten aanzien van uitwisseling van data en de koppeling met andere softwarepakketten en disciplines.