Geotechnik : Bodenmechanik, Grundbau und Tunnelbau by Dimitrios Kolymbas

By Dimitrios Kolymbas

Dieses Buch behandelt die Bodenmechanik und ihre Anwendungen in der Baupraxis (Geotechnik, Grundbau, Spezialtiefbau, Tunnelbau). Boden nimmt als granularer Stoff eine Zwischenstellung zwischen Feststoffen und Fluiden ein. Daher ist die Bodenmechanik nicht nur praxisrelevant, sondern auch eines der interessantesten Gebiete für die Forschung. Die Wechselwirkungen des Bodens mit dem Wasser machen die Bodenmechanik theoretisch noch anspruchsvoller und für die Praxis noch wichtiger. Zu einer Zeit, wo Regelwerke und Normen unüberschaubar werden, kommt es mehr denn je auf das Verständnis der zugrunde liegenden Konzepte an. Der Autor legt größten Wert auf ihre übersichtliche Darstellung, sowohl in der Theorie als auch in der Praxis, die sich in der Geotechnik rasant verändert. Veraltete Theorien und Bauverfahren wurden ausgelassen, und dafür wurde ein Einblick in die vielfältigen Randgebiete der Geotechnik gewährt.

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Man kann die Oberfläche der Probe auch mit dem Fingernagel einritzen oder glätten. 3 Mineralogische Zusammensetzung der Böden Nur die wenigsten Minerale bestehen aus Molekülen mit einfachen chemischen Formeln. Die meisten Minerale sind Gemenge von einzelnen Atomgruppen (Radikalen), die nicht elektroneutral sind. Ein wichtiger Baustein ist das Silizium-Tetraeder, bestehend aus einem Silizium-Kation, das von vier Sauerstoff-Anionen umgeben ist (SiO4 )4− . Diese Tetraeder können ganz unterschiedlich angeordnet sein, wobei zur Erlangung der Elektroneutralität andere Ionen angelagert sein können.

Kaolinit, dispergiertes Gefüge2 Abb. 12. Montmorillonit2 Einige Tonböden verlieren ihre Festigkeit, wenn ihre Struktur durch Deformation gestört wird. Werden sie anschließend in Ruhe gelassen, so baut sich die Festigkeit allmählich wieder auf. Solche Böden heißen thixotrop. 5 Spezielle Böden Löß (loess): Äolisches Sediment der Schluff- bzw. Feinsandfraktion. Die Körner bilden Klumpen bzw. Waben, und ihre Kontakte sind schwach zementiert. Senkrechte hohe Böschungen sind möglich. Sackungen („Kollaps“) können bei Wasserzutritt und/oder hoher Auflast auftreten.

Genauso ergibt sich das Porenvolumen Vp aus Vp = x R2 x1 x1 nA A(x) dx. 2 Gesetz von Darcy Nach DARCY (1856) ist v proportional zur Energiehöhe ∆h, die auf der Länge ∆l abgebaut wird: ∆h . 7 ersichtlich. Die dimensionsv=k Abb. 7. 3 lose Größe ∆h/∆l wird als hydraulisches Gefälle (oder hydraulischer Gradient) i bezeichnet. 4) v = ki . 4 gilt auch für zwei- und dreidimensionale Strömungen mit 4 i = −∇h. Die Proportionalitätskonstante k heißt die Durchlässigkeit (permeability bzw. hydraulic conductivity).

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