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E-Book

Geotechnik

Bodenmechanik, Grundbau und Tunnelbau

AutorDimitrios Kolymbas
VerlagSpringer-Verlag
Erscheinungsjahr2007
Seitenanzahl563 Seiten
ISBN9783540689683
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis36,99 EUR
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.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort zur 2. Auflage5
Vorwort zur 1. Auflage6
Inhaltsverzeichnis8
1 Einführung – Was ist Geotechnik?16
1.1 Geschichte der Geotechnik20
1.2 Anwendungen der Geotechnik22
1.3 Mechanisches Verhalten von Geomaterialien22
1.4 Selbstorganisation und Musterbildung28
1.5 Boden-WasserWechselwirkung29
1.6 Methoden der Geotechnik31
1.7 Vielfalt in der Geotechnik31
2 Entstehung der Gesteine und des Bodens35
3 Aufbau des Bodens38
3.1 Kornverteilung39
3.2 Bodenansprache42
3.3 Mineralogische Zusammensetzung der Böden43
3.4 Bodenstruktur43
3.5 Spezielle Böden45
4 Bodenkenngrößen47
4.1 Dichten und andere Kennzahlen47
4.2 Dichtebestimmung in situ50
4.3 Schnellverfahren für die Bestimmung des Wassergehalts50
4.4 Konsistenz51
4.5 Bodenklassifikation56
5 Grundwasser58
5.1 Grundwasserströmung59
5.2 Gesetz von Darcy62
5.3 * Elektroosmose63
5.4 Durchlässigkeit64
5.5 Bestimmung der Durchlässigkeit im Labor65
5.6 Porenwasserdruck67
5.7 Potentialgleichung68
5.8 Freier Grundwasserspiegel73
5.9 Transport durch das strömende Grundwasser79
5.10 Strömungskraft80
5.11 Filter81
5.12 Durchlässigkeit von Fels82
6 Spannungen im Boden83
6.1 Spannung83
6.2 Spezielle Spannungszustände85
6.3 Das Diagramm von Mohr86
6.4 Spannungsfelder87
6.5 Spannungsausbreitung90
6.6 Setzungsberechnung92
6.7 Deformation bei eindimensionaler Kompression99
6.8 Effektive Spannungen108
7 Ungesättigte Böden116
7.1 Kapillarität116
7.2 Osmotische Saugspannung118
7.3 Filter119
7.4 Dampfdruck120
7.5 Messung der Saugspannung122
7.6 Transport vonWasser und Luft in ungesättigten Böden123
7.7 Kapillardruckkurve126
7.8 Effektive Spannungen in ungesättigten Böden127
8 Scherfestigkeit129
8.1 Reibung zwischen starren Körpern130
8.2 Innere Reibung131
8.3 Kohäsion134
8.4 Der Rahmenscherversuch137
8.5 Der Triaxialversuch139
8.6 Entfestigung und Restscherfestigkeit142
8.7 Scherfestigkeit kohäsiver Böden145
8.8 Triaxialversuch, ergänzende Angaben149
8.9 Durchführungsvarianten des Triaxialversuches151
8.10 Fehlerquellen beim Triaxialversuch154
8.11 Ergebnisse von Triaxialversuchen156
8.12 Verhalten von undränierten Proben161
8.13 Verflüssigung165
8.14 Scherfestigkeit von Fels170
9 Konsolidierung192
9.1 Herleitung der Differentialgleichung193
9.2 Ablauf der Konsolidierung197
9.3 Kriechen202
10 Erddruck204
10.1 Berücksichtigung der Kohäsion209
10.2 Erddruck infolge Auflasten210
10.3 Verschiebungsabhängigkeit des Erddruckes211
10.4 Grafische Verfahren212
10.5 Lösung von Rankine213
10.6 Verteilung des Erddrucks217
11 Standsicherheit von Böschungen220
11.1 Die unendlich lange Böschung220
11.2 Ebene Gleitfugen222
11.3 Gleitkreise im homogenen Boden224
11.4 Lamellenverfahren227
11.5 Zusammengesetzte Starrkörper-Bruchmechanismen230
11.6 Erdrutsche238
11.7 Mobilisierung der Scherfestigkeit240
12 Grundbruch243
12.1 Gleitkreis im Boden ohne Reibung243
12.2 Zusammengesetzte Starrkörper-Bruchmechanismen244
12.3 Zonenbruch nach Prandtl244
12.4 Schräge Lasten247
13 Kollapstheoreme249
13.1 Konstruktion von Spannungsfeldern251
14 Stoffgesetze und Simulationen254
14.1 Bedeutung von Stoffgesetzen für die Geotechnik254
14.2 Mathematische Struktur von Stoffgesetzen255
14.3 Anforderungen an Stoffgesetze260
14.4 Anmerkungen zu Stoffgesetzen261
14.5 Mechanische Ähnlichkeit, Dimensionsanalyse und Modellversuche266
15 Flachgründungen270
15.1 Anforderungen270
15.2 Gründungsarten271
15.3 Zulässige Bodenpressungen271
15.4 Gründungstiefe273
15.5 Sohldruckverteilung273
15.6 Das Spannungstrapez-Verfahren274
15.7 Elastische Lösungen274
15.8 Starres Fundament auf elastischem Halbraum279
15.9 Vergleich der Berechnungsverfahren279
15.10 Stabilität von Türmen auf weichem Baugrund279
15.11 Einzelfundamente281
15.12 Plattengründungen284
15.13 Abdichtung von Gründungen285
15.14 Membrangründungen285
16 Pfahlgründungen287
16.1 Pfahltypen287
16.2 Bohren zur Herstellung von Pfählen295
16.3 Vertikale Tragfähigkeit301
16.4 Horizontale Tragfähigkeit307
16.5 Statische Probebelastung319
16.6 Dynamische Pfahlprüfung322
16.7 Gruppenwirkung327
16.8 Pfahlroste329
16.9 Pfahlplatten-Gründungen333
17 Baugrundverbesserung334
17.1 Bodenaustausch334
17.2 Tiefenverdichtung339
17.3 Konsolidierung durch Vorbelastung347
17.4 Vertikaldrains347
17.5 Injektionen348
17.6 Bodenvermörtelung359
17.7 Bodenvereisung360
18 Grundwasserhaltung365
18.1 Dichtwände, Schmalwände365
18.2 Injektionssohlen366
18.3 Unterwasserbetonsohlen371
18.4 Wasserhaltung durch Brunnen372
18.5 Senkkasten, Caissons378
19 Sicherung von Geländesprüngen379
19.1 Stützmauern380
19.2 Grabenverbau384
19.3 Trägerbohlwand387
19.4 Spundwände387
19.5 Bohrpfahlwände391
19.6 Schlitzwände396
19.7 Statische Berechnung von Stützwänden409
19.8 Anker416
19.9 Bewehrte Erde423
19.10 Vernagelte Geländesprünge426
20 Tunnelbau432
20.1 Einführung432
20.2 Geschichtliches432
20.3 Bezeichnungen im Tunnelbau433
20.4 Vortrieb435
20.5 Bergwasser444
20.6 Sicherung445
20.7 Tunnelstatik446
20.8 Oberflächensetzungen infolge Tunnelvortriebs466
21 Staudämme470
22 Geotechnische Untersuchungen, Untergrunderkundung479
22.1 Bodenerkundung480
22.2 Erkundungsbohrungen480
22.3 Bodenproben490
22.4 Grundwasserbeobachtungspegel491
22.5 Wasserprobenentnahme491
22.6 Sondierungen492
22.7 Interpolation geotechnischer Daten, Kriging502
22.8 Geotechnischer Bericht506
23 Meßtechnik509
23.1 Beobachtungsmethode509
23.2 Statistische Grundlagen der Meßtechnik510
23.3 Meßgeräte513
24 Umweltgeotechnik518
24.1 Bewertung der Schadstoffe518
24.2 Ausbreitung und Abbau der Schadstoffe519
24.3 Sanierung von kontaminiertem Boden519
24.4 Deponien522
24.5 Arbeitsschutz527
25 Geokunststoffe529
25.1 Prüfverfahren für Geotextilien535
25.2 Einsatz von Geokunststoffen zur Bodenbewehrung536
26 Sicherheit und Normen539
26.1 Neue Konzepte540
26.2 EUROCODE 7543
26.3 Entstehung der Normen543
26.4 Begriffe aus derWahrscheinlichkeitstheorie544
26.5 Sicherheit, wahrscheinlichkeitstheoretisch546
26.6 Risikobewertung548
Sachverzeichnis549

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