Theoretische Bodenmechanik

ISBN-13: 9783642532450 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 506 str.

Karl Terzaghi; R. Jelinek

Opis

2 nung der durch Anderungen in der Belastung und in den Entwasse rungsbedingungen verursachten Wirkungen meist nur sehr gering sind. Diese Feststellung gilt im besonderen Masse fur alle jene Auf gaben, die sich mit der Wirkung des stromenden Wasser befassen, weil hier untergeordnete Abweichungen in der Schichtung, die durch Probebohrungen nicht aufgeschlossen werden, von grossem Einfluss sein konnen. Aus diesem Grunde unterscheidet sich die Anwendung der theoretischen Bodenmechanik auf den Erd- und Grundbau ganz wesentlich von der Anwendung der technischen Mechanik auf den Stahl-, Holz- und Massivbau. Die elastischen Grossen der Baustoffe Stahl oder Stahlbeton sind nur wenig veranderlich, und die Gesetze der angewandten Mechanik konnen fur die praktische Anwendung ohne Einschrankung ubertragen werden. Demgegenuber stellen die theoretischen Untersuchungen in der Bodenmechanik nur Arbeits hypothesen dar, weil unsere Kenntnisse uber die mittleren physikalischen Eigenschaften des Untergrundes und uber den Verlauf der einzelnen Schichtgrenzen stets unvollkommen und sogar oft ausserst unzulang lich sind. Vom praktischen Standpunkt aus gesehen, sind die in der Bodenmechanik entwickelten Arbeitshypothesen jedoch ebenso an wendbar wie die theoretische Festigkeitslehre auf andere Zweige des Bauingenieurwesens. Wenn der Ingenieur sich der in den grundlegen den Annahmen enthaltenen Unsicherheiten bewusst ist, dann ist er auch imstande, die Art und die Bedeutung der Unterschiede zu er kennen, die zwischen der Wirklichkeit und seiner Vorstellung uber die Bodenverhaltnisse bestehen."

Spis treści

A. Allgemeine Grundlagen der theoretischen Bodenmechanik.- I. Einleitung.- 1. Zweck und Ziel des Gegenstandes.- 2. Theorie und Wirklichkeit.- 3. Kohäsionslose und bindige Böden.- 4. Stabilitäts- und Elastizitätsaufgahen.- II. Die Bruchbedingungen der Böden.- 5. Beziehung zwischen Normalspannung und Scherfestigkeit.- 6. Wirksame und neutrale Spannungen.- 7. Der Mounsche Spannungskreis und die Bedingungen für den plastischen Grenzzustand des Gleichgewichtes in idealen Böden.- 8. Hydrostatischer Auftrieb.- III. Plastische Grenzzustände in einer den Halbraum erfüllenden Masse.- 9. Definition.- 10. Aktiver und passiver Rarxncescher Zustand in einer den Halbraum erfüllenden kohäsionslosen Masse.- 11. Plastische Grenzzustände in einer unter Auflast stehenden, geschichteten oder teilweise überfluteten kohäsionslosen Masse mit waagerechter Oberfläche.- 12. Aktiver und passiver Raxxinescher Zustand in einer den Halbraum erfüllenden bindigen Masse.- IV. Anwendung der theoretischen Grundlagen auf praktische Aufgaben.- 13. Spannungs- und Verformungsbedingungen.- 14. Die Rankinesche Theorie des Erddruckes auf Stützwände.- 15. Einfluß der Wandreibung auf die Form der Gleitfläche.- 16. Plastische Grenzzustände infolge Teilbelastung der Halbraumoberfläche.- 17. Lösung praktischer Aufgaben durch strenge und Näherungsverfahren.- B. Die Brucherscheinungen in idealen Böden.- V. Gewölbewirkung in idealen Böden.- 18. Definition.- 19. Der Spannungszustand im Bereich der Gewölbewirkung.- 20. Theorien der Gewölbewirkung.- VI. Stützwandaufgaben.- 21. Definition.- 22. Annahmen und Voraussetzungen.- 23. Die Coulombsche Erddrucktheorie für idealen Sand.- 24. Die Culmannsche E-Linie.- 25. Das Engesser-Verfahren.- 26. Lage des Erddruck-Angriffspunktes.- 27. Hinterfüllung mit gebrochener Oberfläche.- 28. Stützwand mit gebrochener Rückseite.- 29. Seitendruck infolge gleichförmiger Auflast.- 30. Parallel zur Mauerkrone angreifende Linienlast.- 31. Erddruck auf aufgelöste Stahlbetonstützwände.- 32. Erddruck bei geschichteter Hinterfüllung.- 33. Erddruck bindiger Hinterfüllungen.- 34. Erddrucktabellen und Tafeln.- VII. Der Erdwiderstand.- 35. Der Erdwiderstand im praktischen Ingenieurbau.- 36. Annahmen und Voraussetzungen.- 37. Angriffspunkt des Erdwiderstandes.- 38. Die Coulombsche Theorie des Erdwiderstandes bei idealem Sand.- 39. Verfahren mit logarithmischer Spirale als Gleitfläche.- 40. Das Reibungskreis-Verfahren.- 41. Erdwiderstand eines bindigen Bodens mit gleichförmig verteilter Auflast.- 42 Zusammenfassung der Verfahren zur Bestimmung des Erdwider-standes.- VIII. Tragfähigkeit.- 43. Definition.- 44. Brucherscheinungen durch örtliches und allgemeines Abscheren.- 45. Voraussetzungen für vollständiges Abscheren im Boden unter einem belasteten Streifenfundament geringer Gründungstiefe.- 46. Vereinfachte Verfahren zur Ermittlung der Tragfähigkeit.- 47. Bedingungen für örtliches Abscheren im Boden unter Streifen-fundamenten geringer Gründungstiefe.- 48. Sohldruckverteilung bei Streifenfundamenten.- 49. Tragfähigkeit von Quadrat- oder Kreisfundamenten geringer Gründungstiefe.- 50. Tragfähigkeit zylindrischer Pfeiler.- 51. Tragfähigkeit von Einzelpfählen.- 52. Pfahlformeln.- 53. Dynamischer und statischer Pfahlwiderstand.- 54. Widerstand der Pfähle gegen Knicken.- IX. Standsicherheit von Böschungen.- 55 Annahmen.- 56. Böschungsrutschung und Grundbruch.- 57. Kritische Höhe einer lotrechten Geländestufe.- 58. Stabilitätsfaktor und kritischer Gleitkreis für ? = 0.- 59. Stabilitätsuntersuchungen für ? = 0.- 60. Stabilitätsfaktor und kritischer Gleitkreis bei ? >0.- 61. Stabilitätsberechnungen für ? >0.- 62. Verbesserung bei Zugrissen.- 63. Zusammengesetzte Gleitflächen.- 64. Dammrutschungen durch Ausfließen.- 65. Scherspannungen in der Sohle kohäsionsloser Dammschüttungen.- X. Erddruck auf Baugruben-, Tunnel- und Schachtaussteifungen.- 66. Der Spannungszustand hinter Aussteifungen.- 67. Erddruck auf Baugrubenaussteifungen bei idealem Sand..- 68. Erddruck auf die Aussteifung von Baugruben in idealem bindigen Boden.- 69. Stabilitätsbedingungen für die Baugrubensohle.- 70. Tunnel und Stollen im Sand.- 71. Anwendung der RAiKInEschen Theorie zur Berechnung des vom Sand auf die Tunnelausmauerung ausgeübten Druckes.- 72. Tunnel und Stollen in bindigen Böden.- 73. Spannungszustand in der Umgebung von Bohrlöchern.- 74. Gleichgewichtsbedingungen für Sand, der an Schachtwandungen oberhalb des Grundwasserspiegels angrenzt.- 75. Der von Ton auf Schachtwandungen ausgeübte Druck..- XI. Verankerte Spundwände.- 76. Definition und Annahmen.- 77. Auflagerbedingungen im Boden.- 78. Erddruckverteilung längs gerammten Spundwänden.- 79. Vereinfachtes Bemessungsverfahren.- 80. Unten frei aufgelagerte Spundwände.- 81. Spundwände mit unterer Einspannung.- 82. Ersatzbalkenverfahren.- 83. Vergleich der Spundwand-Berechnungsverfahren.- 84. Verankerung von Spundwänden und der Widerstand von Anker-wänden.- 85. Abstand zwischen Spundwand und Ankerwand.- 86. Widerstand von Ankerplatten.- C. Die mechanische Wirkung des Wassers im Boden.- XII. Die Wirkung der Porenwasserströmung auf die Gleichgewichtsbe-dingungen in idealem Sand.- 87. Die Scherfestigkeit von wassergesättigtem Sand.- 88. Strömung des Wassers im Boden.- 89. Stromliniennetz.- 90. Sickerwassermenge.- 91. Wirkung einer Regenwasserströmung auf den Erddruck auf Stützwände.- 92. Wirkung des Regem und der Gezeiten auf die Standsicherheit verankerter Spundwände.- 93. Wirkung einer Sickerströmung auf die Standsicherheit von Böschungen.- 94. Die Mechanik des hydraulischen Grundbruches und die kritische Druckhöhe.- 95. Wirkung von Belastungsfilter auf die kritische Druckhöhe und auf den Sicherheitsfaktor.- 96. Seitendruck auf Spundwandschürzen.- XIII. Konsolidierungstheorie.- 97. Grundlegende Annahmen.- 98. Die in den Konsolidierungstheorien benützten Annahmen..- 99. Differentialgleichung des Konsolidierungsvorganges von waag-rechten idealen Tonschichten.- 100. Thermodynamisches Gleichnis des Konsolidierungsvorganges.- 101. Hydrostatischer Überdruck während der Konsolidierung...- 102. Setzung infolge Konsolidierung.- 103. Näherungsverfahren zur Lösung von Konsolidierungsaufgaben.- 104. Konsolidierung während und nach allmählicher Lastaufbringung.- 105. Wirkung von Gaseinschlüssen im Ton auf den Konsolidierungsverlauf.- 106. Zwei- und dreidimensionale Konsolidierungsvorgänge..- XIV. Kapillarkräfte.- 107. Kapillarwirkung.- 108. Oberflächenspannung.- 109. Wasseranstieg in kapillaren Röhren und Spalten.- 110. Kapillarbewegung des Wassers in einer trockenen Sandsäule.- 111. Kapillare Heberwirkung.- 112. Innendruck in Luftblasen und Poren.- XV. Die Mechanik des Wasserentzuges.- 113. Die Arten des Wasserentzuges.- 114. Entwässerung einer idealen Sandschicht durch ihre Grundfläche.- 115. Wasserentzug aus idealem Sand mittels Brunnen.- 116. Porenwasserströmung in Sanddämmen nach Spiegelabsenkung.- 117. Wasserentzug einer idealen Tonschicht durch ihre Unterlage.- 118. Die Wirkung von Gaseinschlüssen auf die durch die Grundfläche erfolgende Wasserabgabe einer idealen Tonschicht.- 119. Wasserentzug in einem idealen Ton durch die Wandungen eines Schachtes.- 120. Porenwasserströmung in einem idealen Tondamm nach plötz-licher Spiegelsenkung im Becken.- 121. Wasserentzug durch Austrocknen.- 122. Wirkung des Wasserentzuges auf den Erddruck und die Standsicherheit von Böschungen.- D. Elastizitätsaufgaben der Bodenmechanik.- XVI. Bettungsziffer- und Pfahlwiderstandstheorien.- 123. Definition der Bettungsziffer.- 124. Bettungsziffer und Pfahlwiderstandsziffer.- 125. Sohlspannungsverteilung bei starren Fundamenten.- 126. Sohlspannungsverteilung unter elastischen Fundamenten.- 127. Freie, starre Spundwände und Gründung von Freileitungsmasten.- 128. Freie, elastische Spundwände und Pfähle bei seitlicher Be-lastung.- 129. Knicksicherheit stehender Pfähle bei axialer Belastung.- 130. Verteilung der lotrechten Last. auf die einen starren Baukörper tragenden Pfähle.- 131. Pfahlgründungen von Kaimauern.- XVII. Theorie des elastisch-isotropen Halbraumes.- 132. Elastische und plastische Spannungszustände.- 133. Grundlegende Annahmen.- 134. Spannungszustand in einem seitlich eingeschlossenen elastischen Prisma unter dem Einfluß seines Eigengewichtes.- 135. Spannungen und Verschiebungen im Halbraum infolge einer Einzellast auf der waagrechten Oberfläche.- 136 Spannungen infolge einer schlaffen Flächenlast, die einen Teil der waagrechten Halbraumoberfläche bedeckt.- 137. Setzung der Halbraumoberfläche infolge einer schlaffen, lotrechten und über einer endlichen Fläche erstreckten Last..- 138. Übergang vom elastischen zum plastischen Zustand unterhalb einer schlaffen Last.- 139. Spannungsverteilung in der Gründungssohle.- 140. Veränderung der Sohlspannungsverteilung bei Lastzunahme.- 141. Spannungen infolge einer lotrechten, in der waagrechten Oberfläche eines orthotropen und nichthomogenen Stoffes angreifen-den Last.- 142. Einfluß der Lastflächenform auf die Setzung.- 143. Spannungen im Halbraum durch Pfahllasten, die durch Mantelreibung übertragen werden.- 144. Spannungsverteilung im unendlich ausgedehnten elastischen Keil.- 145. Spannungsverteilung in der Umgebung von Schächten und Stollen im eben begrenzten elastischen Halbraum.- XVIII. Theorie elastischer Schichten und elastischer Keile auf starrer Unter-lage.- 146. Aufgabenstellung.- 147. Einfluß einer starren unteren Begrenzung auf die durch Oberflächenbelastung hervorgerufenen Spannungen.- 148. Spannungsverteilung zwischen starrer Unterlage und der elastischen Schicht bei Einzel- und Linienlastbeanspruchung.- 149. Die durch eine schlaffe Last auf endlicher Fläche beanspruchte elastische Schicht.- 150. Näherungsverfahren zur Setzungsberechnung von oberflächlich belasteten elastischen Schichten.- 151. Verteilung der lotrechten Druckspannung in einer zwischen Sandschichten eingelagerten Tonschicht.- 152. Der elastische Keil auf starrer Unterlage.- 153. Versuchsmäßige Spannungsermittlung auf Grund von Ähnlich-keitsgesetzen und mathematischen Analogien.- 154. Spannungsoptische Verfahren.- XIX. Schwingungsaufgaben.- 155 Einleitung.- 156. Freie harmonische Schwingung.- 157. Erzwungene harmonische Schwingung.- 158. Dynamische Bettungsziffer.- 159. Eigenfrequenz eines Wasserturmes.- 160. Eigenfrequenz von Maschinenfundamenten.- 161. Wellen und Wellenfortpflanzung.- 162. Längsstoß auf Pfähle.- 163. Bodenuntersuchungen durch Sprengungen und mittels Schwingern.- 164. Erdbebenwellen.- Anhang. Einflullwerte der lotrechten Spannungen im elastisch-isotropen Halbraum bei Belastung der Oberfläche.- 1. Einzellast.- 2. Über eine Rechteckfläche gleichförmig verteilte Belastung.- 2. Lotrechte Normalspannung unter dem Mittelpunkt einer gleichförmig belasteten Kreisfläche.