Aus welchen beiden Komponenten setzt sich die Scherfestigkeit nach der Grenzbedingung von Coulomb zusammen? Weisen alle Böden beide Komponenten auf? Erläutern Sie Ihre Antwort.
Die Scherfestigkeit nach der Grenzbedingung von Coulomb setzt sich aus zwei Komponenten zusammen:
-> Kohäsion (C) (Innere Bindungskraft, die den Zusammenhalt von Bodenpartikeln beschreibt)
-> Scherwinkel (φ) (Maß für die inneren Reibungseigenschaften des Bodens)
Nicht alle Böden weisen beide Komponenten, Kohäsion und Scherwinkel, auf. Feststoffe wie Sand haben in der Regel keine signifikante Kohäsion, da ihre Partikel weniger kohäsive Eigenschaften haben. Bei solchen Böden wird die Scherfestigkeit hauptsächlich durch den Scherwinkel bestimmt.
Aus welchen beiden Komponenten setzt sich die Reibung eines grobkörnigen Bodens zusammen?
Die Reibung eines grobkörnigen Bodens setzt sich im Allgemeinen aus zwei Komponenten zusammen:
-> Scherwinkel (φ) und dem
-> Effektiven Spannungsanteil (σ')
Grobkörnige Böden wie Sand haben in der Regel höheren Scherwinkel und zeigen eine größere interne Reibung
Was versteht man unter „scheinbarer Kohäsion“ und in welchen Böden tritt diese auf? Warum darf sie in geotechnischen Standsicherheitsberechnungen nie angesetzt werden?
Der Begriff "scheinbare Kohäsion" bezieht sich auf eine Beobachtung von Kohäsion in einem Boden, obwohl der Boden tatsächlich keine natürliche Kohäsion besitzt. Es ist eine Erscheinung, bei der der Boden aufgrund äußerer Einflüsse wie Feuchtigkeit, Verdichtung oder Einwirkung von Belastungen vorübergehend kohäsive Eigenschaften zeigt.
Die scheinbare Kohäsion tritt typischerweise in lockeren oder granularen Böden wie Sand oder Kies auf, die normalerweise keine intrinsische Kohäsion besitzen
Die scheinbare Kohäsion darf in geotechnischen Standsicherheitsberechnungen nicht angesetzt werden, da sie nicht dauerhaft ist und nicht auf den natürlichen Eigenschaften des Bodens beruht
Was ist der Unterschied zwischen der Scherfestigkeit eines feinkörnigen Bodens im drainierten und im undrainierten Zustand?
Der Unterschied zwischen der Scherfestigkeit eines feinkörnigen Bodens im drainierten und im undrainierten Zustand liegt in den herrschenden Wassersättigungsbedingungen während des Scherungsprozesses.
Im undrainierten Zustand: Im undrainierten Zustand kann der Boden das Wasser während des Scherungsprozesses nicht frei abführen
Im drainierten Zustand: Im drainierten Zustand hat der Boden die Möglichkeit, das Wasser frei abzuleiten, während er sich verformt
Wozu dient der Pol eines Mohr’schen Spannungskreises?
Der Pol eines Mohr'schen Spannungskreises dient dazu, die Lage und den Zustand der Spannungen in einem Material zu visualisieren und zu analysieren
Darstellung der Spannungszustände
Bestimmung des effektiven Spannungsanteils
Analyse der Spannungszustände
Warum sind die im Rahmenscherversuch ermittelten Scherparameter tendenziell etwas höher als im Triaxialversuch?
Unterschiedliche Spannungs- und Belastungsbedingungen
Störungen des Bodens während des Rahmenscherversuchs
Unterschiedliche Versagensmechanismen
Für welche Bodenarten kommt der konsolidierte, undrainierte Triaxialversuch (CU) zum Einsatz? Warum? Welche Scherparameter werden damit bestimmt?
Triaxialversuch (CU) wird in der Regel für kohäsive oder feinkörnige Böden eingesetzt v.a. für feinkörnige Böden, da das Ganze bei geschlossenem Porenwassersystem erfolgt → drainierte Scherparameter σ’ (u≠0)
Wie ändert sich das Volumen eines dicht gelagerten Bodens beim Abscheren? Warum?
Dass sich das Volumen eines dicht gelagerten Bodens beim Abscheren normalerweise nicht signifikant ändert, da es bereits wenig Hohlräume oder Leerräume zwischen den Bodenpartikeln gibt. Eine geringfügige Volumenänderung kann jedoch in einigen Fällen auftreten, abhängig von der Kompressibilität und Verformbarkeit des Bodens
Warum beeinflusst die Kornform den Reibungswinkel eines grobkörnigen Bodens?
Die Kornform eines grobkörnigen Bodens beeinflusst den Reibungswinkel durch die Auswirkungen auf die Rauheit der Kornoberflächen und die Interaktion zwischen den Bodenpartikeln. Kantige Körner erhöhen die Reibung und den Reibungswinkel, während abgerundete oder sphärische Körner die Reibung reduzieren und den Reibungswinkel verringern
Was ist unter der einaxialen Druckfestigkeit eines Bodens zu verstehen? Welche Böden haben eine solche einaxiale Druckfestigkeit?
Die einaxiale Druckfestigkeit eines Bodens bezieht sich auf die Fähigkeit eines Bodens, Druckbelastungen in einer Richtung zu widerstehen
-> Böden wie Sand, Kies oder Fels haben in der Regel eine hohe einaxiale Druckfestigkeit
Was unterscheidet den Erddruck vom Wasserdruck hinter einer Stützkonstruktion?
Wasserdruck bezieht sich auf den seitlichen Druck, der durch das Vorhandensein von Wasser hinter einer Stützkonstruktion entsteht. Wenn sich Wasser hinter einer Stützkonstruktion ansammelt, erzeugt es einen hydrostatischen Druck, der seitlich gegen die Struktur wirkt
Erddruck bezieht sich auf die seitliche Druckkraft, die durch das Gewicht und die natürlichen Kräfte des umgebenden Bodens auf eine Stützkonstruktion ausgeübt wird. Wenn eine Stützkonstruktion wie beispielsweise eine Mauer oder ein Böschungswall den Boden zurückhält, wird der Boden durch die Schwerkraft und die Eigenfestigkeit des Bodens seitlich gegen die Struktur gedrückt
Warum sind die Wandbewegungen zur Mobilisierung des passiven Erddrucks um ein Vielfaches größer als diejenigen zur Mobilisierung des aktiven Erddrucks?
Aufgrund der unterschiedlichen Mechanismen, die bei der Mobilisierung dieser beiden Erddruckzustände auftreten
Aktiver Erddruck: Beim aktiven Erddruck wird der Boden vor der Stützkonstruktion gedrückt. Dieser Druck entsteht aufgrund der relativen Bewegung des Bodens weg von der Struktur
Passiver Erddruck: Beim passiven Erddruck wird der Boden hinter der Stützkonstruktion gedrückt. Der Druck entsteht durch die Interaktion des Bodens mit der Struktur, was zu einer seitlichen Verformung des Bodens führt
Wann wird auf Erdbauwerke der Erdruhedruck angesetzt? Geben Sie ein Beispiel
Der Erdruhedruck wird auf Erdbauwerke angewendet, wenn der Boden in einem ruhenden Zustand ist, d.h. keine aktive Bewegung oder Verformung auftritt. Der Erdruhedruck beruht auf dem Gleichgewicht der Kräfte im Boden und wird verwendet, um die seitlichen Belastungen auf eine Stützkonstruktion zu berechnen
Beispiel: z.B Bei der Gestaltung von Erdwällen oder Böschungen. Wenn ein Erdwall oder eine Böschung in einer stabilen Lage ist, ohne dass eine aktive Bewegung oder Rutschung auftritt, wird der Erdruhedruck verwendet, um die Belastungen auf die Stützstruktur zu analysieren.
Wann wird der sog. Mindesterddruck angesetzt? Für welche Böden ist er relevant?
Der Mindesterddruck wird verwendet, wenn der tatsächliche Erddruck schwierig abzuschätzen oder zuverlässig zu bestimmen ist
Schluffen und Ton
Heterogene Böden: Böden mit unterschiedlichen Schichten
Böden mit unzureichenden Untersuchungsdaten
Was ist beim Ansatz begrenzter Oberflächenlasten zur Berechnung des aktiven Erddrucks zu beachten?
Szenario 2.
es wird durch h geschaut ob die Last begrenzt oder nicht ist
Warum erhöht sich der aktive Erddruck bei einer nach unten gerichteten Wasserströmung auf der Aktivseite?
Das die nach unten gerichtete Wasserströmung entlang der Aktivseite einer Stützkonstruktion den aktiven Erddruck erhöht, indem sie einen erhöhten Wasserdruckgradienten und einen reduzierten effektiven Spannungsanteil im Boden erzeugt
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