Forschungsbericht 2025

Geotechnik und Baubetrieb B-5

Leitung: Grabe, Jürgen
Oberingenieur: Stanford, Hans Mathäus

Institut auf TORE
Institutswebsite

Das Institut für Geotechnik und Baubetrieb wurde mit der Berufung von Prof. Dr.-Ing. Jürgen Grabe eingerichtet. Schwerpunkte der Forschung sind Bodenmechanik und Bodendynamik, die Geotechnik im Allgemeinen und die Marine Geotechnik im Besonderen.

Publikationen

• Large deformation simulations of structure–soil-interaction in anisotropic fine-grained soils - Journal Article
  Dao, Duy Anh; Tafili, Merita; Williams Riquer, Francisco; Grabe, Jürgen; Wichtmann, Torsten
  Computers and Geotechnics 188 (107537): (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Rethinking global soil degradation: drivers, impacts, and solutions - Review Article
  Shokri, Nima; Robinson, David A.; Afshar, Mehdi H.; Alewell, Christine; Aminzadeh, Milad; Arthur, Emmanuel; Broothaerts, Nils; Campbell, Grant; Eklund, Lina; Gupta, Surya; Harper, Richard; Hassani, Amirhossein; Hohenegger, Cathy; Keller, Thomas; Kiener, Maximilian; Lebron, Inmaculada; Madani, Kaveh; Marwala, Tshilidzi; Matthews, Francis; Moldrup, Per; Nemes, Attila; Panagos, Panos; Prăvălie, Remus; Rillig, Matthias; Saggau, Philipp; Shokri-Kuehni, Salomé M. S.; Smith, Pete; Thomas, Amy; De Jonge, Lis Wollesen; Or, Dani
  Reviews of Geophysics 63 (4): 000883 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Optimization of drag embedment anchors applying multi-objective evolutionary algorithm NSGA-II - Journal Article
  Cerek, Kacper; Hadjiloo, Elnaz; Grabe, Jürgen; Dao, Duy Anh
  Journal of Ocean Engineering and Science 10 (6): 1019-1030 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Bearing capacity of tension steel piles in thinly inter-layered soils: numerical Class-A prediction vs. field measurements - Journal Article
  Alkateeb, Diaa; Grabe, Jürgen
  International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics 50 (3): 1430-1450 (2026)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Workshop smartGeotech Künstliche Intelligenz, Automatisierung, Robotik - Conference Proceedings
  Grabe, Jürgen; Schneider-muntau Barbara; Bürkner, Göta; Abdennadher, Mohamed Ali; Pucker, Tim; Chmelnizkij, Alexander; Smarsly, Kay; Somasundaram, Rahul; Williams Riquer, Francisco; Fuentes, Raul; Abdulsalam, Abdulrahman; Perau, Eugen; Marzouk, Islam; Felic, Haris; Tschuchnigg, Franz; Brinkgreve, Ronald; Daubner, Marcus; Seng, Frederic; Klein, Lasse; Henke, Sascha; Beck, Johannes; Cerek, Kacper; Ivanova, Marina; Schreiber, Jörg; Backhaus, Jan Onne; Thienert, Christian; Gutberlet, Lara; Klaproth, Christoph; Otterbein, Reiner; Ludwig, Frank; Könemann, Frank; Heim, André; Budach, Christoph
  Technische Universität Hamburg (2025)
  Open Access
  
  
• Modeling and predicting soil vibrations during vibrodriving installation using noisy data and dynamic mode decomposition - Conference Paper
  Williams Riquer, Francisco; Abdennadher, Mohamed Ali; Chmelnizkij, Alexander; Grabe, Jürgen; Smarsly, Kay
  11th International Conference on Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures, EVACES 2025
  Publisher DOI
  
  
• Numerical study of the installation of piles combining the zipper and CEL methods - Conference Paper
  Alkateeb, Diaa; Grabe, Jürgen
  10th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, COMPDYN 2025
  Publisher DOI
  
  
• Data-driven modeling of structural dynamics: improving measurement noise robustness with Augmented Dynamic Mode Decomposition - Conference Paper
  Abdennadher, Mohamed Ali; Williams Riquer, Francisco; Dao, Duy Anh; Grabe, Jürgen
  10th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, COMPDYN 2025
  Publisher DOI
  
  
• Predicting soil stress–strain behaviour with bidirectional long short-term memory networks - Journal Article
  Cerek, Kacper; Gupta, Arjun; Dao, Duy Anh; Hadjiloo, Elnaz; Grabe, Jürgen
  Machine learning and data science in geotechnics 1 (1): 59–76 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Towards the numerical modelling of the adhesion between plane steel surfaces and fine-grained soils - Conference Paper
  Surya Narayanan, Megha; Schröder, Maximilian; Milatz, Marius; Grabe, Jürgen
  IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 1480 (1): (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Miniature Testing Device to Study the Effect of External Load, and Irrigation Rate and Direction on the Capillary Collapse of Unsaturated Soil - Conference Paper
  Pérez Jaimes, Luisa; Milatz, Marius; Grabe, Jürgen
  5th International Symposium on Geomechanics from Micro to Macro, IS-Grenoble 2024
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Geometry smoothing and local enrichment of the finite cell method with application to cemented granular materials - Journal Article
  Gorji, Mahan; Komodromos, Michail; Garhuom, Wadhah; Grabe, Jürgen; Düster, Alexander
  Computational Mechanics 75 (1): 429-454 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Synchrotron-radiation computed tomography of the water drop penetration time test on hydrophobic soils - Journal Article
  Toffoli, Clara M.; Milatz, Marius; Moosmann, Julian Philipp; Jentschke, Thomas; Beckmann, Felix; Grabe, Jürgen
  Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 17 (8): 5111-5121 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  

Projekte

• DroPS - Zur Drift von Profilen bei der Bodenpenetration
  Deutsche Forschungsgemeinschaft; Laufzeit 2025-2028
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  
  
• CUS - Gekoppeltes hydromechanisches Verhalten teilgesättigter Böden mittels LBM-DEM-Simulationen: Analyse effektiver Spannungen aufgrund von Kapillarbrücken und sich bewegenden Partikeln
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2025-2028
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  Externe beteiligte Einrichtungen: Virginia Polytechnic Institute and State University
  
  
• I³-Junior-Project – Effect of Water Waves on the Motion of a Wave Energy Converter and the Corresponding Foundation
  Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2025-2026
  Projektleitung: Hollm, Marten; Cramer, Mechthild
  
  
• TensionPl - Zum Tragverhalten von Zugpfählen
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2025-2028
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  
  
• WSI-EC - Zur Rad-Boden-Interaktion unter extremen Bedingungen
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2025-2027
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  
  
• port:Evolution - Datamining von Infrastrukturbestandsdaten, Prozessautomation und Verbesserung von 3D Scans für den vollautomatischen digitalen Zwilling von Hafenbauwerken; Teilvorhaben: Modellverbesserung Kaimauer
  Bundesministerium für Digitales und Verkehr; Laufzeit 2024-2027
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  Externe beteiligte Einrichtungen: HydroMapper GmbH; University of Bonn; Institut für Geodäsie und Geoinformation; Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.; ValueData GmbH; Niedersachsen Ports GmbH & Co. KG; Seehafen Wismar GmbH; Waterways and Shipping Office MLK / ESK; bremenports GmbH & Co. KG; Generaldirektion Wasserstraße und Schifffahrt
  
  
• DatAMD - I³-Junior-Project – Data-driven Active Mass Damper System
  Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2024-2025
  Projektleitung: Williams Riquer, Francisco
  
  
• MESO - Untersuchung der Meeresboden-Anker-Interaktion schwimmender Offshore Windenergieanlagen
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2023-2026
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  
  
• KAKO - Experimentelle Untersuchung des kapillaren Kollapses teilgesättigter granularer Böden bei Aufsättigung
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2023-2026
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  Externe beteiligte Einrichtungen: Ecole des Ponts ParisTech
  
  
• Adhäsion zwischen ebenen Stahloberflächen und kohäsiven Böden
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2023-2026
  Projektleitung: Grabe, Jürgen; Milatz, Marius
  
  
• TINA - Zum Trag- und Interaktionsverhalten von Nassmörtelsäulen und granularen Lasttransferschichten in kombinierten Systemen
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2022-2027
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  
  
• Pfahldesign II - Ganzheitlicher Ansatz für das Design von Einzelpfählen und Pfahlgruppen unter zyklischer Belastung
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2022-2025
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  Mitarbeitende: Hagemann, Anne
  Externe beteiligte Einrichtungen: Ruhr-Universität Bochum
  
  
• HeatBulk - GRK 2462: A8 Untersuchung des Wärmetransports in trockenen und feuchten Partikelpackungen
  Laufzeit 2022-2025
  Projektleitung: Smirnova, Irina; Heinrich, Stefan
  Mitarbeitende: Lourenco Alves, Carine
  
  
• SMARTVIB - Smart vibrodriving
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2022-2025
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  
  
• Liquid Penetration - GRK 2462: A6 Untersuchung der dynamischen Kapillarität und Flüssigkeitspenetration in porösen Feststoffsystemen
  Laufzeit 2022-2025
  Projektleitung: Grabe, Jürgen; Heinrich, Stefan
  Mitarbeitende: Sadeq, Abdullah
  
  
• TideElbeKlima - Zukunft der Tideelbe im Klimawandel - Klimawandel und Hochwasserschutz
  Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN); Laufzeit 2021-2025
  Projektleitung: Fröhle, Peter; Shokri, Nima; Grabe, Jürgen; Manojlovic, Natasa
  Co-Projektleitung: Nehlsen, Edgar
  Mitarbeitende: Sobhi Gollo, Vahid
  
  
• ViProSys - Regelung eines nichtlinearen Vibrator-Profil-Systems beim Eindringen in den heterogenen Untergrund
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021-2026
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  Mitarbeitende: Williams Riquer, Francisco
  Externe beteiligte Einrichtungen: Vrije Universiteit Brussel
  
  
• KORA - Zum Kontaktverlust zwischen Rammgut und Boden beim Vibrationsrammen von Pfählen in den gesättigten Boden
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021-2025
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  
  
• TGTSV - Traglaststeigerung von geotechnischen Konstruktionen durch Scherfugenverfestigung
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021-2027
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  Mitarbeitende: Hadjiloo, Elnaz
  
  
• 2P-MPM - Lösung geotechnischer Randwertprobleme mit Wasser-Boden-Interaktion mittels der Double-Point-Material-Point Method
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021-2025
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  Mitarbeitende: Chmelnizkij, Alexander
  
  
• Numerische Modellierung teilzementierter Böden im Stagnationsbereich
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2020-2025
  Projektleitung: Grabe, Jürgen; Düster, Alexander
  Mitarbeitende: Gorji, Mahan; Komodromos, Michail; Hadjiloo, Elnaz
  
  
• PintPFS - Graduiertenkolleg 2462: Prozesse in natürlichen und technischen Partikel-Fluid-Systemen
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019-2025
  Projektleitung: Grabe, Jürgen
  Mitarbeitende: Milatz, Marius; Hüsener, Nicole
  
  

Kooperationspartner

• Bundesanstalt für Wasserbau (BAW), Karlsruhe
• Simone van Schijndel, Deltares, Unit Geo-engineering, Niederlande
• Prof. Mark Randolp, ass. Prof. Britta Bienen, Centre for Offshore Foundation Systems (COFS), University of Western Australia (UWA), Perth
• Dr. Dongfang Liang, Geotechnical and Environmental Research Group, Engineering Department, University of Cambridge, United Kingdom
• Dr. Christoph Goniva, Dr. Christoph DCS Computing GmbH, Linz, Österreich
• Prof. Ulrike Kuhlmann, Institut für Konstruktion und Entwurf, Universität Stuttgart
• Dr. Morelia Urlaub, GEOMAR, Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
• Prof. Eduardo Alonso, Soil and Rock Mechanics Research Group, Department of Geotechnical Engineering and Geo-Sciences, Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), Barcelona, Spanien
• Bundeanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Fachbereich 7.2 Ingenieurbau, Berlin
• Prof. Paolo Simonini, Research Group Geotechnics, Department of Civil, Environmental and Architectural Engineering, Università degli Studi di Padova, Italien
• Geotechnical and Environmental Reserach Group, University of Cambridge, Großbritannien
• Prof. Marcus Oeser, Institut für Straßenwesen, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Prof. Wim Uijttewaal, Faculty of Civil Engineering and Geosciences, Delft University of Technology, Niederlande
• Prof. Giocchino Viggiani, Universite de Grenoble, Frankreich
• Prof. Krishna Kumar, University of Texas at Austin, USA
• Hamburg Port Authority (HPA), Hamburg
• Prof. Gerhard Schmitz, Institut für Thermofluiddynamik, TUHH
• Juniorprof. Maksym Dosta, Juniorprofessur für Mehrskalensimulation von Feststoffsystemen, TUHH
• Prof. Alexander Düster, Institut für Konstruktion und Festigkeit von Schiffen, TUHH
• Prof. Stefan Heinrich, Institut für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie, TUHH
• Prof. Patrick Huber, Institut für Werkstoffphysik und -technologie, TUHH
• Juniorprof. Robert Meißner, Arbeitsgruppe Molekulardynamische Simulation weicher Materie, TUHH
• Prof. Frank Schmidt-Döhl, Institut für Baustoffe, Bauphysik und Bauchemie, TUHH
• Prof. Irina Smirnova, Institut für Thermische Verfahrenstechnik, TUHH
• Prof. Kenichi Soga, UC Berkeley, Civil and Environmental Engineering, USA
• Prof. Thorsten Wichtmann, Lehrstuhl für Bodenmechanik, Grundbau und Umweltgeotechnik, Ruhr-Universität Bochum

Großgeräte

• Combined DCSS and Dynamic Triaxial Test System
  DOI: 10.15480/882.14736
  DFG-Geräteklassifikation: 2940 -- Triaxialgeräte (Boden- und Baustoffprüfung)
  
  
• Dynamischer Scherversuchsstand
  Hersteller: GDS Global DIgital Systems
  DOI: 10.15480/882.14742
  DFG-Geräteklassifikation: 2940 -- Spezielle Baustoff- und Bodenprüfgeräte, Schergeräte
  
  
• Einfachschergerät mit veränderl.Richtung (VDDCSS)
  Hersteller: MTT Hirsch
  DOI: 10.15480/882.14740
  DFG-Geräteklassifikation: 2940 -- Spezielle Baustoff- und Bodenprüfgeräte, Schergeräte
  
  
• Kreisringschergerät
  Hersteller: GDS Global DIgital Systems
  DOI: 10.15480/882.14756
  DFG-Geräteklassifikation: 2940 -- Spezielle Baustoff- und Bodenprüfgeräte, Schergeräte
  
  
• Rahmenschergeräte-Versuchsstand
  DOI: 10.15480/882.14757
  DFG-Geräteklassifikation: 2940 -- Spezielle Baustoff- und Bodenprüfgeräte, Schergeräte
  
  
• Robotersystem UR20
  Hersteller: Lorenscheit
  DOI: 10.15480/882.16552
  DFG-Geräteklassifikation: 2320 -- Industrie-Roboter, Handhabungsgeräte
  
  
• Schraubpfahlversuchsstand
  DOI: 10.15480/882.14737
  DFG-Geräteklassifikation: 2940 -- Spezielle Baustoff- und Bodenprüfgeräte, Schergeräte
  
  
• Temperiertes Triaxialsystem
  Hersteller: GDS Global DIgital Systems
  DOI: 10.15480/882.14727
  DFG-Geräteklassifikation: 2940 -- Triaxialgeräte (Boden- und Baustoffprüfung)