Einführung in die Boden- und Felsmechanik

1 - Vorwort [Seite 6]
2 - Inhalt [Seite 8]
3 - 1 Einführung: Aufgaben und Ziele der Bodenmechanik [Seite 14]
3.1 - 1.1 Entwurf eines Bauwerks - Rolle der Geotechnik im Bauingenieurwesen [Seite 14]
3.2 - 1.2 Boden- und Felsmechanik als Teil des Bauingenieurwesens [Seite 16]
3.3 - 1.3 Beispiel für ein Bauprojekt: Beschreibung [Seite 17]
4 - 2 Geologische Grundlagen [Seite 20]
4.1 - 2.1 Nutzen geologischer Informationen für Bauprojekte [Seite 20]
4.2 - 2.2 Allgemeine geologische Grundlagen [Seite 22]
4.2.1 - 2.2.1 Aufbau der Erde im Überblick [Seite 22]
4.2.2 - 2.2.2 Geologische Zeitrechnung [Seite 24]
4.3 - 2.3 Hydrogeologische Grundlagen [Seite 29]
4.3.1 - 2.3.1 Kreislauf des Wassers, Bilanzgleichung [Seite 29]
4.3.2 - 2.3.2 Wasser im Untergrund [Seite 30]
4.3.3 - 2.3.3 Grundwasserleiter [Seite 31]
4.3.4 - 2.3.4 Quellen [Seite 33]
4.4 - 2.4 Minerale [Seite 33]
4.4.1 - 2.4.1 Systematik der Minerale [Seite 34]
4.4.2 - 2.4.2 Mineralbestimmung auf Grundlage physikalischer Eigenschaften [Seite 38]
4.4.3 - 2.4.3 Gesteinsbildende Minerale [Seite 40]
4.5 - 2.5 Gesteine [Seite 40]
4.5.1 - 2.5.1 Kreislauf der Gesteine [Seite 41]
4.5.2 - 2.5.2 Gesteinsarten - Überblick [Seite 42]
4.5.2.1 - 2.5.2.1 Magmatische Gesteine [Seite 42]
4.5.2.2 - 2.5.2.2 Sedimentgesteine [Seite 43]
4.5.2.3 - 2.5.2.3 Metamorphite [Seite 45]
5 - 3 Baugrund (Gebirge) [Seite 47]
5.1 - 3.1 Fels [Seite 47]
5.1.1 - 3.1.1 Gesteinsbestimmung [Seite 47]
5.1.1.1 - 3.1.1.1 Struktur [Seite 47]
5.1.1.2 - 3.1.1.2 Textur [Seite 48]
5.1.1.3 - 3.1.1.3 Gesteinsbestimmung an Handstücken [Seite 48]
5.1.2 - 3.1.2 Gestein-Fels-Gebirge [Seite 52]
5.1.3 - 3.1.3 Benennung und Beschreibung von Fels [Seite 52]
5.1.3.1 - 3.1.3.1 Benennung und Beschreibung des Gesteins [Seite 53]
5.1.3.2 - 3.1.3.2 Verwitterungsgrad [Seite 55]
5.1.3.3 - 3.1.3.3 Trennflächengefüge [Seite 55]
5.1.4 - 3.1.4 Gebirgsklassifizierung mit dem Q-System (Quality-System) [Seite 57]
5.1.5 - 3.1.5 Berechnung von Gebirgskennwerten, Gebirgsklassifizierung GSI [Seite 60]
5.2 - 3.2 Böden (Lockergesteine) [Seite 63]
5.2.1 - 3.2.1 Unterscheidungskriterien [Seite 63]
5.2.2 - 3.2.2 Benennung und Beschreibung [Seite 65]
6 - 4 Erkundung und Untersuchung von Boden und Fels in situ [Seite 68]
6.1 - 4.1 Vorbereitung, Planung [Seite 68]
6.1.1 - 4.1.1 Grundlagen - Aufgabenstellung [Seite 68]
6.1.2 - 4.1.2 Planungshinweise, Informationsquellen [Seite 70]
6.1.3 - 4.1.3 Geologische Karten [Seite 71]
6.2 - 4.2 Baugrunderkundung [Seite 73]
6.2.1 - 4.2.1 Geotechnische Kategorien [Seite 74]
6.2.2 - 4.2.2 Umfang der Erkundung [Seite 75]
6.2.3 - 4.2.3 Erkundungsarten [Seite 79]
6.2.3.1 - 4.2.3.1 Direkte Aufschlüsse, Probenahme [Seite 79]
6.2.3.2 - 4.2.3.2 Indirekte Verfahren: Sondierungen [Seite 84]
7 - 5 Kennwerte von Boden und Fels [Seite 88]
7.1 - 5.1 Klassifikationskennwerte [Seite 88]
7.1.1 - 5.1.1 Stoffbestand [Seite 88]
7.1.1.1 - 5.1.1.1 Phasenzusammensetzung [Seite 88]
7.1.1.2 - 5.1.1.2 Beimengungen [Seite 94]
7.1.1.3 - 5.1.1.3 Korngrößenverteilung [Seite 95]
7.1.2 - 5.1.2 Stoffzustand: Grenzwerte des Stoffbestands [Seite 98]
7.1.2.1 - 5.1.2.1 Konsistenzgrenzen bindiger Böden [Seite 99]
7.1.2.2 - 5.1.2.2 Grenzen der Lagerungsdichte [Seite 103]
7.1.3 - 5.1.3 Klassifizierung - Bodengruppen nach DIN 18196 [Seite 104]
7.2 - 5.2 Gütekontrolle im Erdbau, Verdichtung [Seite 106]
7.2.1 - 5.2.1 Proctorkennwerte [Seite 106]
7.2.2 - 5.2.2 Verdichtungskontrolle [Seite 107]
7.3 - 5.3 Mechanische und hydraulische Größen [Seite 111]
7.3.1 - 5.3.1 Strömung [Seite 111]
7.3.2 - 5.3.2 Spannungen und Kräfte [Seite 112]
7.3.2.1 - 5.3.2.1 Mohrscher Kreis [Seite 112]
7.3.2.2 - 5.3.2.2 Wirksame Spannung [Seite 113]
7.3.2.3 - 5.3.2.3 Eigengewicht des Bodens [Seite 115]
7.3.3 - 5.3.3 Verformungsmaße [Seite 116]
7.4 - 5.4 Durchlässigkeit [Seite 117]
7.4.1 - 5.4.1 Grundlagen [Seite 117]
7.4.2 - 5.4.2 Experimentelle Bestimmung des Durchlässigkeitsbeiwerts [Seite 118]
7.5 - 5.5 Scherfestigkeit [Seite 123]
7.5.1 - 5.5.1 Grundlagen [Seite 123]
7.5.1.1 - 5.5.1.1 Bruchbedingung [Seite 123]
7.5.1.2 - 5.5.1.2 Einflüsse auf ? und c [Seite 126]
7.5.2 - 5.5.2 Experimentelle Ermittlung [Seite 129]
7.5.2.1 - 5.5.2.1 Direktscherversuch [Seite 129]
7.5.2.2 - 5.5.2.2 Einaxiale Druckfestigkeit [Seite 130]
7.5.2.3 - 5.5.2.3 Triaxialversuch [Seite 130]
7.6 - 5.6 Zusammendrückbarkeit [Seite 133]
7.6.1 - 5.6.1 Grundlagen [Seite 133]
7.6.2 - 5.6.2 Druck-Setzungs-Linie: Kennwertansätze [Seite 134]
7.6.3 - 5.6.3 Zeit-Zusammendrückungs-Verhalten [Seite 138]
7.6.4 - 5.6.4 Experimentelle Bestimmung - Ödometerversuch [Seite 143]
7.6.5 - 5.6.5 Plattendruckversuch [Seite 144]
7.7 - 5.7 Klassifizierungskriterien [Seite 145]
7.7.1 - 5.7.1 Homogenbereiche zur Leistungsbeschreibung [Seite 146]
7.7.2 - 5.7.2 Frostempfindlichkeit [Seite 147]
7.8 - 5.8 Mittlere Kennwerte, Korrelationen [Seite 151]
7.8.1 - 5.8.1 Näherungen für nichtbindige Böden [Seite 151]
7.8.2 - 5.8.2 Bindige Böden [Seite 152]
8 - 6 Strömung und Transport [Seite 160]
8.1 - 6.1 Strömungskraft [Seite 160]
8.2 - 6.2 Beschreibung von Strömungsfeldern [Seite 160]
8.3 - 6.3 Filterstabilität [Seite 164]
9 - 7 Tragfähigkeit [Seite 166]
9.1 - 7.1 Grundlagen [Seite 166]
9.1.1 - 7.1.1 Grenzzustand der Tragfähigkeit in der Boden und Felsmechanik [Seite 166]
9.1.2 - 7.1.2 Idealisierung von Phänomenen [Seite 166]
9.1.3 - 7.1.3 Kritisches Hauptspannungsverhältnis - Grenzzustände [Seite 167]
9.2 - 7.2 Erddruck [Seite 169]
9.2.1 - 7.2.1 Einführung [Seite 169]
9.2.1.1 - 7.2.1.1 Arten des Erddrucks [Seite 169]
9.2.1.2 - 7.2.1.2 Erddruckneigung [Seite 171]
9.2.2 - 7.2.2 Grundlagen der Berechnung [Seite 173]
9.2.2.1 - 7.2.2.1 Verfahren mit Gleitflächen [Seite 173]
9.2.2.2 - 7.2.2.2 Untersuchung des Spannungszustands [Seite 177]
9.2.3 - 7.2.3 Aktiver Erddruck [Seite 178]
9.2.3.1 - 7.2.3.1 Grafische Verfahren [Seite 179]
9.2.3.2 - 7.2.3.2 Analytische Berechnung - Erddruckbeiwerte [Seite 180]
9.2.4 - 7.2.4 Passiver Erddruck [Seite 188]
9.2.4.1 - 7.2.4.1 Grundlagen der Berechnung [Seite 188]
9.2.4.2 - 7.2.4.2 Erdruckbeiwerte, ebener Fall [Seite 189]
9.2.4.3 - 7.2.4.3 Räumlicher passiver Erddruck [Seite 194]
9.2.5 - 7.2.5 Erdruhedruck [Seite 194]
9.2.5.1 - 7.2.5.1 Grundlagen [Seite 194]
9.2.5.2 - 7.2.5.2 Erddruckbeiwert K_0gh [Seite 194]
9.2.5.3 - 7.2.5.3 Vorbelastete Böden, Kohäsion [Seite 195]
9.2.6 - 7.2.6 Zwischenwerte, Sonderfälle des Erddrucks [Seite 195]
9.2.6.1 - 7.2.6.1 Mobilisierung des passiven Erddrucks [Seite 195]
9.2.6.2 - 7.2.6.2 Verdichtungserddruck [Seite 198]
9.2.6.3 - 7.2.6.3 Sonderfall - Silodruck (begrenzte Hinterfüllung) [Seite 199]
9.3 - 7.3 Grundbruch [Seite 199]
9.3.1 - 7.3.1 Einführung [Seite 199]
9.3.2 - 7.3.2 Ein einfacher Lösungsansatz [Seite 200]
9.3.3 - 7.3.3 Allgemeiner Berechnungsansatz [Seite 201]
9.3.3.1 - 7.3.3.1 Anforderungen [Seite 201]
9.3.3.2 - 7.3.3.2 Tragfähigkeitsbeiwerte, Grundbruchfigur [Seite 203]
9.3.3.3 - 7.3.3.3 Nachweisführung [Seite 204]
9.4 - 7.4 Standsicherheit von Böschungen, Geländebruch [Seite 209]
9.4.1 - 7.4.1 Grundlagen [Seite 209]
9.4.2 - 7.4.2 Berechnungsgrundlagen bei Gleitrutschungen [Seite 211]
9.4.2.1 - 7.4.2.1 Ebene Gleitfläche [Seite 211]
9.4.2.2 - 7.4.2.2 Kreisförmige Gleitfläche [Seite 213]
9.4.2.3 - 7.4.2.3 Lamellenfreie Kreisgleitfläche mit c' > 0 und ?' > 0 [Seite 215]
9.4.2.4 - 7.4.2.4 Beliebige Gleitflächen [Seite 216]
9.4.3 - 7.4.3 Berechnungsverfahren (Auswahl) [Seite 217]
9.4.3.1 - 7.4.3.1 Lamellenverfahren mit Kreisgleitflächen [Seite 218]
9.4.3.2 - 7.4.3.2 Starrkörperverfahren [Seite 219]
9.4.3.3 - 7.4.3.3 Bemessungshilfen für einfache Fälle [Seite 220]
10 - 8 Berechnung von Verformungen des Baugrunds [Seite 222]
10.1 - 8.1 Spannungsausbreitung im Baugrund [Seite 222]
10.1.1 - 8.1.1 Grundlagen [Seite 222]
10.1.2 - 8.1.2 Elementare Lösungen [Seite 223]
10.1.3 - 8.1.3 Berechnung der Spannungsverteilung [Seite 226]
10.2 - 8.2 Berechnung von Setzungen [Seite 232]
10.2.1 - 8.2.1 Einführung [Seite 232]
10.2.2 - 8.2.2 Grundlagen der rechnerischen Ermittlung [Seite 232]
10.2.3 - 8.2.3 Ermittlung der Setzungen auf Grundlage einer Druck-Setzungs-Kurve [Seite 235]
10.2.4 - 8.2.4 Berechnung der Setzung und Schiefstellung starrer Fundamente [Seite 237]
10.3 - 8.3 Bestimmung des Bettungsmoduls [Seite 240]
11 - Literatur [Seite 242]
12 - Index [Seite 248]