Bodenmechanik und Grundbau: das Verhalten von Böden und Fels und die wichtigsten grundbaulichen Konzepte ; mit 43 Tabellen
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin [u.a.]
Springer
2003
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| Edition: | 7., überarb. und erw. Aufl. |
| Series: | Springer-Lehrbuch
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverz. S. 308 - 313 |
| Physical Description: | XV, 317 S. Ill., zahlr. graph. Darst. |
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|---|---|
| adam_text | Titel: Bodenmechanik und Grundbau
Autor: Lang, Hans-Jürgen
Jahr: 2003
Inhaltsverzeichnis
1 Grundbegriffe 1
1.1 Einfuhrung 1
1.2 Die KorngroBenverteilung 1
1.3 Die KenngroBen des Naturzustandes 3
1.4 Weitere, abgeleitete KenngroBen 4
1.5 Die Lagerungsdichte D 4
1.6 Der Durchlassigkeitsbeiwert k 5
1.7 Die Plastizitatseigenschaften der Boden 6
1.8 Die Liquiditatszahl/L 7
1.9 Die Aktivitatszahl/A 8
1.10 Die Struktur der Boden 8
1.11 Klassifikation der Boden 10
2 Totale und effektive Spannungen 13
2.1 Einfuhrung 13
2.2 Spannungen im elastisch-isotropen Halbraum 13
2.3 Totale Spannung, Porenwasserdruck und effektive
Spannung 15
2.4 Spannungsanderungen und Porenwasseriiberdruck 17
2.5 Porenwasserdruck im teilweise gesattigten Boden 18
2.6 Spannungsverhaltnisse in unbelasteten und belasteten
geschichteten Boden 20
2.7 Der Ruhedruck 22
2.8 Spannungen durch Kapillarkrafte 23
3 Spannungsausbreitung im Boden 25
3.1 Einfuhrung 25
3.2 EinfluB einer vertikalen Einzelkraft P 26
3.3 EinfluB einer horizontalen Einzelkraft H 28
3.4 EinfluB von Linienlasten 29
3.5 Unendlich lange Streifenlasten 29
3.6 Allgemeine Fliichenlasten 31
3.7 Berechnung mit Hilfstafeln 33
3.8 Berechnung mit EinfluBkarten 33
3.9 Randbedingungen in der Natur 35
X Inhaltsverzeichnis
4 Kiinstliche Verdichtung von Boden
36
4.1 Einfuhrung 36
4.2 Die Zustandsdarstellung 37
4.3 Die Proctor-Kurve 37
4.4 EinfluB der Bodenart 38
4.5 Eigenschaften des verdichteten Bodens 39
4.6 Verdichtungskontrolle 41
4.7 Beurteilung der Brauchbarkeit gegcbener Boden als
Dammschiittmateria! 42
4.8 Boden mit Oberkorn 42
4.9 Beeinflussung des Wassergehaltes 44
4.10 Auswirkungen der Verdichtung auf den
Spannungszustand im Boden 45
4.11 Maschinelle Verdichtung 47
5 Die Formanderungseigenschaften der Boden 48
5.1 Das Verhalten eines elastischen Materials und von
Boden 48
5.2 Der Zusammendrtickungsmodul ME bzw. Ev und der
Steifemodul Es 50
5.3 Der Odometerversuch: Das Zusammendruckungs-
diagramm 51
5.4 Der Kompressionsbeiwert Cc 52
5.5 Normal und iiberkonsolidierte Boden 53
5.6 Die Zeit-Setzungs-Kurve aus dem Odometerversuch .... 54
5.7 Der Konsolidationsgrad U 55
5.8 Die Konsolidationstheorie 55
5.9 Die Verteilung der Porenwasseruberdriicke innerhalb
der konsolidierenden Tonschicht 59 -
5.10 Naherungsverfahren fur beliebige Randbedingungen ... .61
5.11 Die Bestimmung des Durchlassigkeitsbeiwertes k
von gesattigten Tonen 62
5.12 Mehrdimensionale Konsolidation 62
5.13 Mehrschichtprobleme 63
5.14 Nicht-plotzliche Belastung 65
5.15 Beschleunigung des Konsolidationsvorganges 66
5.16 Kontrollen des Konsolidationsvorganges 66
5.17 Deformationen, deren Verlauf nicht mittels der
Konsolidationstheorie ermittelt werden kann 68
6 Festigkeitseigenschaften der Boden 69
6.1 Einfuhrung 69
6.2 Das Bruchgesetz von Mohr-Coulomb 69
6.3 Die Darstellung des Bruchkriteriums im ^ ,^-Diagramm . 70
6.4 Versuche zur experimentellen Ermittlung der
Scherparameter 71
6.5 Das Prinzip des triaxialen Scherversuches 73
6.6 Der triaxiale KD-Versuch 74
Inhaltsverzeichnis XI
6.7 Der triaxiale KU-Versuch 74
6.8 Scherfestigkeit kdrniger Boden 75
6.9 Scherfestigkeit bindiger Boden (Tone) 77
6.10 Grenzgleichgewichtszustande 80
6.11 Scherdeformationen von Boden 81
6.12 Abschatzen des Scherwinkels (p 82
7 Einfliisse des Grundwassers im Boden 85
7.1 Das Stromungsnetz 85
7.2 Die Bestimmung des A Wertes 87
7.3 Wasserdriicke im ruhenden Grundwasser 91
7.4 Der Stromungsdruck 91
7.5 Der Druckabbau beim Durchstromen von
Schichtpaketen, bestehend aus Schichten
unterschiedlicher Durchlassigkeit 93
7.6 Die Anisotropic geschichteter Boden 94
7.7 Wasserdriicke im stromenden Grundwasser 95
7.8 Der hydraulische Grundbruch 97
7.9 Verminderung des Druckes im Grundwasser
(Entspannung) 100
7.10 MeBsysteme zur Messung des Potentials 101
7.11 Wasserhaltung in Baugruben 104
7.12 Innere Erosion und Filter 105
8 Setzungsberechnung 107
8.1 Einfiihrung 107
8.2 Prinzip der Setzungsberechnung 107
8.3 Setzungsberechnung in Tabellenform 109
8.4 EinfluBtiefe der Zusatzbelastung 110
8.5 Beriicksichtigung von kombinierten Be- und
Entlastungen Ill
8.6 Auftrieb und Gebaudegewicht 112
8.7 Gewichtsausgleich 113
8.8 Vorbelastung 113
8.9 Uberbelastung 114
8.10 Schlaffe und starre Lasten 116
8.11 Setzungsdifferenzen 117
8.12 Zulassige Setzungen und Setzungsdifferenzen 118
8.13 Schwerpunktverlagerung und Stabilitat von hohen
Bauwerken 119
9 Stabilitatsprobleme 120
9.0 Problemstellung 120
9.1 Boschungsstabilitat 120
9.1.1 Einfiihrung 120
9.1.2 Vereinfachungen gegentiber der Natur 122
XII Inhaltsverzeichnis
9.1.3 Die schwedische Methode der Stabilitatsberechnung ... 123
9.1.4 Die Einfliisse des Wassers 125
9.1.5 Das vereinfachte Verfahren nach Bishop 127
9.1.6 Das vereinfachte Verfahren nach Janbu 128
9.1.7 Die Praxis der Stabilitatsberechnung 129
9.1.8 Die unendlich lange Boschung in einem
Reibungsmaterial 131
9.1.9 Hilfsmittel zur Ermittlung der Standsicherheit
einfacher Boschungen im homogenen Boden 132
9.1.10 Geometrie des Bruches; andere Methoden 133
9.1.11 Einfiihrung von Ankerkraften in die Stabilitats¬
berechnung 133
9.2 Tragfahigkeit 134
9.2.1 Einfiihrung 134
9.2.2 Die allgemeine Tragfahigkeitsformel 134
9.2.3 Die Tragfahigkeitsfaktoren Ne, Nq und Ny 135
9.2.4 Allgemeines und ortliches Abscheren 136
9.2.5 Einfliisse des Porenwasserdruckes 136
9.2.6 GroBe der Sicherheit FsUt 137
9.2.7 Andere Randbedingungen 137
9.2.8 Exzentrizitat des Lastangriffes 138
9.2.9 Formfaktoren s 139
9.2.10 Tiefenfaktoren d 139
9.2.11 Lastneigungsfaktoren i 139
9.2.12 Gelandeneigungsfaktoren g 140
9.2.13 Fundamentneigungsfaktoren b 140
9.2.14 Undrainierte Belastung ( p = 0) 141
9.2.15 Abgleiten des Fundamentes auf der Fundamentsohle .. 142
9.2.16 Der Begriff der „zulassigen Bodenpressung 142
9.3 Erddruck 143
9.3.1 Einfiihrung 143
9.3.2 Deformationen und Erddruck 143
9.3.3 Verteilung des Erddruckes 144
9.3.4 Der Erddruck als Stabilitatsproblem 145
9.3.5 Der EinfluB der Kohiision 147
9.3.6 Der EinfluB von Auflasten auf dem Gelande 149
9.3.7 Allgemeine Randbedingungen 149
9.3.8 Graphische Ermittlung des Erddruckes 150
9.3.9 Die freie Standhohe hc 152
9.3.10 Erddruck in geschichteten Boden 152
9.3.11 Erddruck auf eine Winkelstiitzmauer 153
9.3.12 Abschirmung des Erddruckes 154
9.3.13 EinfluB des Wassers auf den Erddruck 155
9.3.14 Erddruck-Umlagerung 155
9.3.15 Gewolbewirkung 156
10 Vertikale Baugrubenabschlusse 159
10.1 Problemstellung 159
10.2 Obersicht iiber die wichtigsten Wandsysteme 159
Inhaltsverzeichnis XIII
10.3 Belastungen der Wande 163
10.4 Bauzustande 165
10.5 Die nicht abgestiitzte, im Boden eingespannte Wand ... 166
10.6 Die einfach abgestiitzte Wand 168
10.7 Mehrfach abgestiitzte Wand 173
10.8 Erdwiderstand vor schmalenDruckflachen 174
10.9 Systemsicherheit und Abstiitzungen 175
11 Die Sohldruckverteilung unter Fundamenten 176
11.1 Einfiihrung 176
11.2 Allgemeiner Grundsatz 176
11.3 Die relative Steifigkeit K 177
11.4 Das Spannungstrapezverfahren 178
11.5 Das Bettungsmodulverfahren (Bettungszifferverfahren) 179
11.6 Der Bettungsmodul Jcs 181
11.7 Das Steifezahlverfahren 183
11.8 Bemerkungen zu den Verfahren 184
11.9 Das starre Fundament 186
12 Tiefgriindung 188
12.1 Einfiihrung 188
12.2 Baugrundverbesserung 188
12.3 Pfahlarten 190
12.4 Der Lasttransport in Pfahlen 191
12.5 Die Abschatzung von Spitzenwiderstand und
Mantelreibung 192
12.6 Die negative Mantelreibung 193
12.7 Rammpfahle in sensitiven Boden 195
12.8 Die Setzung von Einzelpfahlen 195
12.9 Die Gruppenwirkung 197
12.10 Die horizontale Belastung von Pfahlen 199
13 Sicherheitsuberlegungen 201
13.1 Einfiihrung 201
13.2 Stabilitatsprobleme 202
13.3 Boschungsstabilitat 205
13.4 Tragfahigkeit von Fundamenten 206
13.5 Erddruckprobleme 207
13.6 Abgleiten und Kippen von Fundamenten 210
13.7 Hydraulischer Grundbruch 210
13.8 Auftriebssicherheit von Bauwerken 210
13.9 Deformationen (Setzungen) 211
13.10 Zusammenfassung 211
XIV Inhaltsverzeichnis
14 Ausgenahlte Beispiele 212
14.0 Einfiihrung 212
14.1 Die einfach abgestiitzte Wand: Einfliisse des Wassers.... 212
14.2 Hydraulischer Grundbruch und Auftrieb 220
14.3 Der EinfluB der Spannungsgeschichte am Beispiel
der Vorbelastung 222
14.4 Stabilitatsberechnung nach Janbu 228
14.5 EinfluB von Auflasten und Kohasion auf Erddriicke 233
15 TVopische Boden 240
15.1 Einfiihrung 240
15.2 Das Residualprofil 241
15.3 Die Verwitterung 241
15.4 Neubildungen 242
15.5 Die Klassifikation tropischer Boden 242
15.6 Die auBeren Einfliisse als Systembestandteil 243
15.7 Die Erosion 244
16 Boden und Fcls 249
16.1 Einfiihrung 249
16.2 Grundeigenschaften von Boden und Fels 250
16.3 Trennflachengefiige und GeftigemodeU 252
16.4 Losen und Verdichten von Fels 252
16.5 Formanderungseigenschaften von Fels 252
16.6 Festigkeitseigenschaften von Fels 256
16.7 Eigenspannungen im Gebirge 257
17 Beispiele 259
17.0 Einfiihrung 259
17.1 KenngroBen fur Boden 259
17.2 KenngroBen des Naturzustandes, Volumenbilanz 261
17.3 Totale und effektive Spannungen 262
17.4 Festigkeitseigenschaften und einfachste Stabilitats¬
berechnung 264
17.5 Undrainierte Scherfestigkeit su 266
17.6 Kiinstliche Verdichtung 266
17.7 Setzungsberechnung, Kompressionsbeiwert Cc 267
17.8 Setzungsberechnung, Spannungsgeschichte 270
17.9 Eindimensionale Konsolidation 272
17.10 Hydraulische Aspekte einer Baugrube 273
17.11 Sohlpressung von Fundamenten 275
17.12 Stabilitatsberechnung, EinfluB von Porenwasser-
iiberdrucken 277
17.13 Stabilitatsfaktoren 280
17.14 Erddruck und Tragfahigkeit 281
17.15 Pfahlfimdation 781
Inhaltsverzeichnis XV
17.16 Nicht abgestiitzte vertikale Wand 284
17.17 Einfach abgestiitzte vertikale Wand 286
17.18 Mehrfach abgestiitzte vertikale Wand 287
17.19 Bestimmung des A Wertes aus einem Pumpversuch .... 289
17.20 Grundwasserabsenkung mit einer Mehrbrunnenanlage .. 291
17.21 Standsicherheit einer Felsboschung 293
Anhang 295
Tabelle A bis E Spannungsverteilungen im Baugrund 295
Tabelle F Setzung des kennzeichnenden Punktes K ... 299
Tabelle G Sohlpressungen unter einer Fundamentplatte 300
Tabellen Hi bis H8 ^Consolidation 301
Literatur 308
Sachverzeichnis 314
|
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| author | Lang, Hans-Jürgen Huder, Jachen Amann, Peter 1941-2019 |
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