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E-Book

Geotechnik

Bodenmechanik, Grundbau und Tunnelbau

Autor	Dimitrios Kolymbas
Verlag	Springer-Verlag
Erscheinungsjahr	2007
Seitenanzahl	563 Seiten
ISBN	9783540689683
Format	PDF
Kopierschutz	DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	36,99 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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Inhaltsverzeichnis

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

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