Kolymbas Geotechnik

Bodenmechanik, Grundbau und Tunnelbau
2., korrigierte und ergänzte Auflage 2007
ISBN: 978-3-540-68968-3
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 563 Seiten

Dieses Buch behandelt die Grundlagen und Modelle als fundierte Einführung in Bodenmechanik, Grundbau und Tunnelbau. Ursprünglich zweibändig angelegt, werden nun die wichtigen Grundlagen zusammengefasst. Der Autor formuliert einen systematisch aufgebauten Zugang zum mechanischen Verhalten der Böden sowie anderer granular aufgebauter Stoffe und der Wechselwirkung mit dem Grundwasser. Die wichtigsten modernen Verfahren des Grundbaus und die ihnen zugrunde liegenden Berechnungsmethoden werden dargestellt. Das Buch vermittelt das Verständnis für die Konzepte und die darauf aufbauenden Methoden, es soll kein normiertes Wissen vermittelt werden. Zur Erläuterung der Theorie wurden anschauliche Abbildungen ausgewählt. Literaturzitate ermöglichen die Vertiefung der Inhalte. Die Inhalte bauen auf die elementare höhere Mathematik und technischer Mechanik auf. Der Autor wendet sich an Bauingenieure, Geologen, Geographen und Physiker, die sich für Bodenmechanik interessieren. Sach- und Autorenindex sowie die englische Übersetzung der wichtigsten Fachwörter erhöhen den Nutzen für die Leser.

Autoren/Hrsg.

Kolymbas, Dimitrios

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort zur 2. Auflage;5
2;Vorwort zur 1. Auflage;6
3;Inhaltsverzeichnis;8
4;1 Einführung – Was ist Geotechnik?;16
4.1;1.1 Geschichte der Geotechnik;20
4.2;1.2 Anwendungen der Geotechnik;22
4.3;1.3 Mechanisches Verhalten von Geomaterialien;22
4.4;1.4 Selbstorganisation und Musterbildung;28
4.5;1.5 Boden-WasserWechselwirkung;29
4.6;1.6 Methoden der Geotechnik;31
4.7;1.7 Vielfalt in der Geotechnik;31
5;2 Entstehung der Gesteine und des Bodens;35
6;3 Aufbau des Bodens;38
6.1;3.1 Kornverteilung;39
6.2;3.2 Bodenansprache;42
6.3;3.3 Mineralogische Zusammensetzung der Böden;43
6.4;3.4 Bodenstruktur;43
6.5;3.5 Spezielle Böden;45
7;4 Bodenkenngrößen;47
7.1;4.1 Dichten und andere Kennzahlen;47
7.2;4.2 Dichtebestimmung in situ;50
7.3;4.3 Schnellverfahren für die Bestimmung des Wassergehalts;50
7.4;4.4 Konsistenz;51
7.5;4.5 Bodenklassifikation;56
8;5 Grundwasser;58
8.1;5.1 Grundwasserströmung;59
8.2;5.2 Gesetz von Darcy;62
8.3;5.3 * Elektroosmose;63
8.4;5.4 Durchlässigkeit;64
8.5;5.5 Bestimmung der Durchlässigkeit im Labor;65
8.6;5.6 Porenwasserdruck;67
8.7;5.7 Potentialgleichung;68
8.8;5.8 Freier Grundwasserspiegel;73
8.9;5.9 Transport durch das strömende Grundwasser;79
8.10;5.10 Strömungskraft;80
8.11;5.11 Filter;81
8.12;5.12 Durchlässigkeit von Fels;82
9;6 Spannungen im Boden;83
9.1;6.1 Spannung;83
9.2;6.2 Spezielle Spannungszustände;85
9.3;6.3 Das Diagramm von Mohr;86
9.4;6.4 Spannungsfelder;87
9.5;6.5 Spannungsausbreitung;90
9.6;6.6 Setzungsberechnung;92
9.7;6.7 Deformation bei eindimensionaler Kompression;99
9.8;6.8 Effektive Spannungen;108
10;7 Ungesättigte Böden;116
10.1;7.1 Kapillarität;116
10.2;7.2 Osmotische Saugspannung;118
10.3;7.3 Filter;119
10.4;7.4 Dampfdruck;120
10.5;7.5 Messung der Saugspannung;122
10.6;7.6 Transport vonWasser und Luft in ungesättigten Böden;123
10.7;7.7 Kapillardruckkurve;126
10.8;7.8 Effektive Spannungen in ungesättigten Böden;127
11;8 Scherfestigkeit;129
11.1;8.1 Reibung zwischen starren Körpern;130
11.2;8.2 Innere Reibung;131
11.3;8.3 Kohäsion;134
11.4;8.4 Der Rahmenscherversuch;137
11.5;8.5 Der Triaxialversuch;139
11.6;8.6 Entfestigung und Restscherfestigkeit;142
11.7;8.7 Scherfestigkeit kohäsiver Böden;145
11.8;8.8 Triaxialversuch, ergänzende Angaben;149
11.9;8.9 Durchführungsvarianten des Triaxialversuches;151
11.10;8.10 Fehlerquellen beim Triaxialversuch;154
11.11;8.11 Ergebnisse von Triaxialversuchen;156
11.12;8.12 Verhalten von undränierten Proben;161
11.13;8.13 Verflüssigung;165
11.14;8.14 Scherfestigkeit von Fels;170
12;9 Konsolidierung;192
12.1;9.1 Herleitung der Differentialgleichung;193
12.2;9.2 Ablauf der Konsolidierung;197
12.3;9.3 Kriechen;202
13;10 Erddruck;204
13.1;10.1 Berücksichtigung der Kohäsion;209
13.2;10.2 Erddruck infolge Auflasten;210
13.3;10.3 Verschiebungsabhängigkeit des Erddruckes;211
13.4;10.4 Grafische Verfahren;212
13.5;10.5 Lösung von Rankine;213
13.6;10.6 Verteilung des Erddrucks;217
14;11 Standsicherheit von Böschungen;220
14.1;11.1 Die unendlich lange Böschung;220
14.2;11.2 Ebene Gleitfugen;222
14.3;11.3 Gleitkreise im homogenen Boden;224
14.4;11.4 Lamellenverfahren;227
14.5;11.5 Zusammengesetzte Starrkörper-Bruchmechanismen;230
14.6;11.6 Erdrutsche;238
14.7;11.7 Mobilisierung der Scherfestigkeit;240
15;12 Grundbruch;243
15.1;12.1 Gleitkreis im Boden ohne Reibung;243
15.2;12.2 Zusammengesetzte Starrkörper-Bruchmechanismen;244
15.3;12.3 Zonenbruch nach Prandtl;244
15.4;12.4 Schräge Lasten;247
16;13 Kollapstheoreme;249
16.1;13.1 Konstruktion von Spannungsfeldern;251
17;14 Stoffgesetze und Simulationen;254
17.1;14.1 Bedeutung von Stoffgesetzen für die Geotechnik;254
17.2;14.2 Mathematische Struktur von Stoffgesetzen;255
17.3;14.3 Anforderungen an Stoffgesetze;260
17.4;14.4 Anmerkungen zu Stoffgesetzen;261
17.5;14.5 Mechanische Ähnlichkeit, Dimensionsanalyse und Modellversuche;266
18;15 Flachgründungen;270
18.1;15.1 Anforderungen;270
18.2;15.2 Gründungsarten;271
18.3;15.3 Zulässige Bodenpressungen;271
18.4;15.4 Gründungstiefe;273
18.5;15.5 Sohldruckverteilung;273
18.6;15.6 Das Spannungstrapez-Verfahren;274
18.7;15.7 Elastische Lösungen;274
18.8;15.8 Starres Fundament auf elastischem Halbraum;279
18.9;15.9 Vergleich der Berechnungsverfahren;279
18.10;15.10 Stabilität von Türmen auf weichem Baugrund;279
18.11;15.11 Einzelfundamente;281
18.12;15.12 Plattengründungen;284
18.13;15.13 Abdichtung von Gründungen;285
18.14;15.14 Membrangründungen;285
19;16 Pfahlgründungen;287
19.1;16.1 Pfahltypen;287
19.2;16.2 Bohren zur Herstellung von Pfählen;295
19.3;16.3 Vertikale Tragfähigkeit;301
19.4;16.4 Horizontale Tragfähigkeit;307
19.5;16.5 Statische Probebelastung;319
19.6;16.6 Dynamische Pfahlprüfung;322
19.7;16.7 Gruppenwirkung;327
19.8;16.8 Pfahlroste;329
19.9;16.9 Pfahlplatten-Gründungen;333
20;17 Baugrundverbesserung;334
20.1;17.1 Bodenaustausch;334
20.2;17.2 Tiefenverdichtung;339
20.3;17.3 Konsolidierung durch Vorbelastung;347
20.4;17.4 Vertikaldrains;347
20.5;17.5 Injektionen;348
20.6;17.6 Bodenvermörtelung;359
20.7;17.7 Bodenvereisung;360
21;18 Grundwasserhaltung;365
21.1;18.1 Dichtwände, Schmalwände;365
21.2;18.2 Injektionssohlen;366
21.3;18.3 Unterwasserbetonsohlen;371
21.4;18.4 Wasserhaltung durch Brunnen;372
21.5;18.5 Senkkasten, Caissons;378
22;19 Sicherung von Geländesprüngen;379
22.1;19.1 Stützmauern;380
22.2;19.2 Grabenverbau;384
22.3;19.3 Trägerbohlwand;387
22.4;19.4 Spundwände;387
22.5;19.5 Bohrpfahlwände;391
22.6;19.6 Schlitzwände;396
22.7;19.7 Statische Berechnung von Stützwänden;409
22.8;19.8 Anker;416
22.9;19.9 Bewehrte Erde;423
22.10;19.10 Vernagelte Geländesprünge;426
23;20 Tunnelbau;432
23.1;20.1 Einführung;432
23.2;20.2 Geschichtliches;432
23.3;20.3 Bezeichnungen im Tunnelbau;433
23.4;20.4 Vortrieb;435
23.5;20.5 Bergwasser;444
23.6;20.6 Sicherung;445
23.7;20.7 Tunnelstatik;446
23.8;20.8 Oberflächensetzungen infolge Tunnelvortriebs;466
24;21 Staudämme;470
25;22 Geotechnische Untersuchungen, Untergrunderkundung;479
25.1;22.1 Bodenerkundung;480
25.2;22.2 Erkundungsbohrungen;480
25.3;22.3 Bodenproben;490
25.4;22.4 Grundwasserbeobachtungspegel;491
25.5;22.5 Wasserprobenentnahme;491
25.6;22.6 Sondierungen;492
25.7;22.7 Interpolation geotechnischer Daten, Kriging;502
25.8;22.8 Geotechnischer Bericht;506
26;23 Meßtechnik;509
26.1;23.1 Beobachtungsmethode;509
26.2;23.2 Statistische Grundlagen der Meßtechnik;510
26.3;23.3 Meßgeräte;513
27;24 Umweltgeotechnik;518
27.1;24.1 Bewertung der Schadstoffe;518
27.2;24.2 Ausbreitung und Abbau der Schadstoffe;519
27.3;24.3 Sanierung von kontaminiertem Boden;519
27.4;24.4 Deponien;522
27.5;24.5 Arbeitsschutz;527
28;25 Geokunststoffe;529
28.1;25.1 Prüfverfahren für Geotextilien;535
28.2;25.2 Einsatz von Geokunststoffen zur Bodenbewehrung;536
29;26 Sicherheit und Normen;539
29.1;26.1 Neue Konzepte;540
29.2;26.2 EUROCODE 7;543
29.3;26.3 Entstehung der Normen;543
29.4;26.4 Begriffe aus derWahrscheinlichkeitstheorie;544
29.5;26.5 Sicherheit, wahrscheinlichkeitstheoretisch;546
29.6;26.6 Risikobewertung;548
30;Sachverzeichnis;549