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Bodenmechanik

 
     
  Erdbaumechanik, bautechnische Bodenkunde, Teilgebiet des Bauingenieurwesens, das sich mit der Lehre von den im Boden bzw. im Baugrund wirkenden Kräften und Bewegungen beschäftigt. Die Wechselwirkungen zwischen Baugrund und Bauwerk sollen mathematisch erfasst werden und möglichst im voraus berechenbar sein. Durch die Errichtung eines Bauwerkes wird das Gleichgewicht des Bodens gestört, es kann zur Setzung oder, wenn die Grenztragfähigkeit überschritten wird, sogar zum Grundbruch kommen. Es ist also notwendig, im voraus den Einfluss der Belastung auf den Baugrund zu kennen und damit nötigenfalls Massnahmen zur Verbesserung des Baugrundes zu treffen. Zur Ermittlung der Spannungsverteilung (Sohlspannungsverteilung) unter Bauwerken werden erdstatische Berechnungen herangezogen. Die erste mathematische Theorie über Bodenbewegungen wurde im 18. Jh. von Coulomb in Form der "Klassischen Erddrucktheorie" vorgelegt. Erst im 20. Jh. entwickelte sich die Bodenmechanik im grösseren Umfang. Den Zusammenhang zwischen bodenmechanischen Berechnungen und den Eigenschaften des Bodens machte Terzaghi deutlich (1925). Er gilt als Begründer der Bodenmechanik als eigenständige Wissenschaft.


Zu den bodenmechanischen Laborversuchen gehören neben der Scherfestigkeit und der Zusammendrückbarkeit, die Auskunft über die Festigkeits- und Formänderungseigenschaften eines Bodens geben, auch Untersuchungen über den Boden kennzeichnende Eigenschaften wie Korngrössenverteilung, Konsistenzgrenzen, Wasseraufnahmevermögen, Dichte, Porosität, Lagerungsdichte, Durchlässigkeit, Kapillarität, Kalkgehalt und Gehalt an organischer Substanz. Für bautechnische Zwecke erfolgt eine Einteilung der Böden in Gruppen mit ähnlichen stofflichen Eigenschaften (Bodengruppen). Erdstatische Berechnungen werden z.B. zur Ermittlung der Spannungsverteilung im Untergrund und seiner Tragfähigkeit, zum Nachweis der Standsicherheit (Standsicherheitsberechnung) von Flächengründungen und Erdbauwerken und zur Ermittlung des Erddrucks durchgeführt. Bodenmechanische Vorhersagen können nie völlig fehlerfrei sein, da der Aufbau und die Zusammensetzung des Baugrundes nie vollständig, sondern immer nur punktuell bekannt ist und bei der Entnahme und den Untersuchungen von Bodenproben Störungen nie ganz vermieden werden können. Weiterhin enthalten die mechanischen Berechnungen vereinfachende Annahmen, um mit den verfügbaren Informationen zu Ergebnissen zu gelangen. Diesen Ungenauigkeiten wird i.a. durch den Einsatz von Sicherheitsfaktoren Rechnung getragen.
 
 

 

 

 
 
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