Die Geotechnik innerhalb des Bauingenieurwesens, umfasst eine Vielzahl von Arbeitsgebieten wie das Materialverhalten, die Boden-Bauwerk-Interaktion, den Spezialtiefbau, die Umweltgeotechnik oder das geotechnischen Erdbebeningenieurwesen, um nur einige zu benennen. Im Allgemeinen sind geotechnische Modellierungen in Experiment oder Simulation unter Berücksichtigung der Mehrdimensionalität, der Mehrphasigkeit als auch der porösen und teilweise granularen Struktur zu tätigen. Die besondere Komplexität eines mehrphasigen Materials in experimenteller Analyse und numerischer Modellierung bedingt einen Mangel an Prognosemethoden für diese Randbedingungen. Die hier vorgestellten Neu- und Weiterentwicklungen sollen einen Beitrag zur Lösung von einigen Problemstellungen in der Geotechnik diesbezüglich leisten. Die Arbeit beinhaltet unterschiedliche Entwicklungen zur Verbesserung des Änderungsmonitoring der Materialstruktur, der Weiterentwicklung von Makromodellen in der Boden-Bauwerks-Interaktion als auch der Entwicklung von hybriden numerischen Modellen zur Ausbreitung von Wellenfeldern in großen geologischen Strukturen.