Geotechnische Messgeräte und Feldversuche im Fels

Alexandru Marin
Dynamic non-linear soil behaviour in alpine areas
Veröffentlichungen des Instituts für Geotechnik (IGT) der ETH Zürich, Band 253
2019, 202 S., zahlreiche Grafiken, z.T. farbig. 29.7 cm, Softcover
vdf Hochschulverlag AG

 

 

Seismische Ereignisse im alpinen Bereich haben wesentliche Auswirkungen auf die gesamte Gesellschaft. Gemäss dem amerikanischen geologischen Institut (USGS) wurden 9182 Todesopfer durch die zwei starken Erdbeben vom 24. und 12. April 2015 in Nepal - ein Land, das überwiegend durch Gebirgstopografie geprägt ist - verursacht. Diese Beben waren Starkbeben der Magnitude M = 7.3-7.8. Auch moderate Erdbeben, wie sie in der Schweiz auftreten können, haben das Potenzial, grosse Schäden, Hangrutschungen oder Felsstürze in Gebieten, die durch mögliche Amplifikationen der lokalen Erschütterung oder Bodenverflüssigung gefährdet sind, zu verursachen. In diesem Zusammenhang ist die Erdbebenvorsorge und die Einschränkung der durch Erdbeben verursachten Auswirkungen im alpinen Bereich eine wesentliche Aufgabe des geotechnischen Erdbebeningenieurwesens. Diese Aufgabe wird durch Feld-, Labor- und numerische Untersuchungen des dynamischen nicht linearen Bodenverhaltens und dessen Einflussfaktoren erfüllt. Im Nachhinein entsteht aus diesen Untersuchungen die Möglichkeit, Methoden für die Abschätzung des seismischen Verhaltens unter alpinen Randbedingungen zu finden und für geneigte Erdbauwerke (z.B. Böschungen, Einschnitte, Dämme) ein Bemessungs- oder Überprüfungsverfahren zu entwickeln, welches für die praktische Anwendung tauglich ist. Das Ziel dieser Arbeit war es, damit einen Beitrag zum geotechnischen Erdbebeningenieurwesen und der Erdbebenvorsorge im alpinen Bereich mittlerer Seismizität (z.B. Schweizer Alpen) zu leisten. Mit dem Ziel, einen umfassenden Satz von statischen und dynamischen Bodenparametern für den im alpinen Bereich weit verbreiteten siltigen Sand zu schaffen, wurden eine Reihe von Laboruntersuchungen im Zusammenhang mit bestehenden Feldmessungen durchgeführt. Der Boden für die Laboruntersuchungen wurde aus Visp VS - eine Stadt im Rhonetal, die in der höchsten Erdbebenzone in der Schweiz liegt - gewonnen. Statische und zyklische triaxiale Kompressionsversuche und Messungen mit Bender- Elementen haben die Grundl

Handbuch Geotechnik
Grundlagen - Anwendungen - Praxiserfahrungen
2., Aufl.
2019, xxi, 1119 S., 577 SW-Abb., 112 Farbabb. 240 mm, Hardcover
Springer, Berlin

 

 

Wie werden Böden klassifiziert? Wie kommt man zu einer Bettungsziffer? Welche Lastfälle sind im Deichbau maßgebend? Auf was ist bei der Ausschreibung einer Bohrpfahlgründung zu achten? Umfangreiche Informationen werden für die Anwendung strukturiert aufbereitet, hierbei werden auch Erfahrungswerte mitgeteilt. Grundlagen werden übersichtlich erläutert, die bodenmechanischen Hintergründe werden dabei streng beachtet. Materialmodelle werden so dargestellt, dass die Ermittlung ihrer Parameter aus Laborversuchen nachvollzogen werden kann. Die konzeptionelle Ausrichtung ist anwendungsorientiert, das Werk vermittelt das Fachwissen von Geotechnik-Ingenieuren für Ausbildung und Praxis.

Bernd Müller, Uwe Pippig, Ulrich Sebastian
Geotechnische Klassifikationen von Festgesteinen und Festgebirgen
2019, viii, 198 S., 13 SW-Abb., 121 Farbabb., 100 Farbtabellen. 235 mm, Softcover
Springer, Berlin

 

 

In dem Fachbuch werden spezifische Eigenschaften der Gesteine und des Gebirges betrachtet, die sich aufgrund ihrer Quantifizierbarkeit für eine Klassifikation eignen. Trotz (und gerade wegen) einer großen Vielfalt an Normen (DIN, ISO, Taschenbücher) herrschen in der Geotechnik zuweilen Unsicherheiten bei der korrekten Klassifikation und Einschätzung von Festgesteinen. Es werden z. T. überraschende Zusammenhänge zwischen verschiedenen physikalischen Eigenschaften und Kennwerten aufgedeckt und erstmals quantitativ dargelegt. Das Buch verfolgt damit zwei Ziele. Erstens soll es zu einem besseren Verständnis der physikalischen Eigenschaften der Gesteine im Festgebirge führen. Darüber hinaus soll es zweitens Nachschlagewerk der nutzbaren Parameter bei der Klassifikation und Einordnung der Festgesteine und Festgebirge in der Praxis sein.

Christoph Clauser
Grundlagen der angewandten Geophysik - Seismik, Gravimetrie
Springer-Lehrbuch
Seismik, Gravimetrie
2018, xii, 375 S., 125 SW-Abb., 84 Farbabb. 23,5 cm, Softcover
Springer, Berlin

 

 

Das Buch vermittelt einen Einstieg in die geophysikalischen Erkundungsmethoden Seismik und Gravimetrie. Es erklärt, wie elastische Wellen und Unterschiede der Gesteinsdichte zur Sichtbarmachung von Strukturen im Untergrund genutzt werden können. Das Kapitel Seismik erläutert zunächst die Elastizität von Gesteinen und die verschiedenen Typen elastischer Wellen und deren Ausbreitung. Es folgt eine Einführung in die digitale Verarbeitung seismischer Signale, in der die Konzepte der Fourier-, Z-, Radon- und Wavelet-Transformationen erläutert werden ebenso wie die Anwendung von Methoden der Konvolution, Dekonvolution, Kreuz- und Autokorrelation auf seismische Daten. Aufbauend auf diesen theoretischen Grundlagen erfahren Sie, wie mittels Durchschallung mit seismischen Wellen Strukturen des Untergrunds tomografisch sichtbar gemacht werden können. Hierauf folgt eine Einführung in die Techniken der Reflexions- und Refraktionsseismik, die erläutert, wie die jeweiligen Datensätze bearbeitet, interpretiert und veranschaulicht werden. Das Kapitel Gravimetrie fasst zunächst zusammen, wie man Schwerebeschleunigungen aus Schwerepotenzialen berechnet und wie das optimal an das Schwerefeld der Erde angepasste Rotationsellipsoid definiert ist. Abweichungen hiervon sind die gesuchten Schwereanomalien, die Rückschlüsse auf Strukturen im Untergrund erlauben. Ihre Identifizierung erfordert eine Reihe von Korrekturen und Reduktionen, die ausführlich erläutert werden. Abschließend erfahren Sie, wie Schweredaten interpretiert werden können - vom Vergleich mit der Schwerewirkung einfacher Modellkörper über Fourier- und Wavelet-Analyse bis hin zu dreidimensionalen Modell- und Inversionsrechnungen.

Jürg Meyer
Gesteine einfach bestimmen
Der Bestimmungsschlüssel
2017, 144 S., 460 Fotos, 75 Grafiken/Illustrationen, 5 Tabellen. 22.5 cm, Softcover
Haupt

 

 

Dieser systematische Gesteinsbestimmungsschlüssel ermöglicht auch interessierten Laien die korrekte Gesteinsbestimmung weltweit. Während sich zahlreiche Gesteine mit dem Schlüssel problemlos eindeutig bestimmen lassen, weist der Autor in schwierigen Fällen auf Verwechslungsmöglichkeiten hin. Eine leicht verständliche Einführung vermittelt die notwendigen elementaren Vorkenntnisse und Fachbegriffe und führt in die Eigenschaften der Gesteine ein.

Xiaochen Lin, Anya Vollpracht
Bewertung der Umweltverträglichkeit von Zementsuspensionen
Bauforschung, Band T 3357
2018, 135 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Sinne des Grundsatzpapiers "Grundsätze zur Bewertung der Auswirkung von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser" ist die Verträglichkeit eines Baustoffs für Boden und Grundwasser bei der bauaufsichtlichen Zulassung nachzuweisen. Für Zementsuspensionen wurde der inverse Säulenversuch nach Schössner als Prüfverfahren ausgewählt, allerdings werden mit diesem Versuch überproportional große Mengen an Inhaltsstoffen ausgewaschen. Dies wurde bereits in Vorprojekten festgestellt und als Alternative ein Frischbetonstandtest vorgeschlagen. Bisher konnte in den zuständigen Gremien jedoch keine Einigung zur Prüfung von Zementsuspensionen erzielt werden. Daher wurden in diesem Projekt nochmals vergleichende Untersuchungen durchgeführt und die Datenbasis vergrößert, um die Bandbreite der kommerziellen Produkte in Deutschland abzudecken.

Alexandra Pudewills
Modellrechnungen zum thermomechanischen Verhalten und zur Verheilung von Steinsalz: BMWi - Verbundprojekt Ergebnisberich
KIT scientific reports, Band 7708
2016, 106 S., graph. Darst. 297 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

M. Geyer
Karte der geologischen Untergrundklassen für DIN 4149 (neu). Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 2926
2000, 60 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei der Neufassung von DIN 4149 wird der geologische Untergrund zur Beurteilung seismischer Gefährdung in Deutschland mit herangezogen. Das Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau Baden-Württemberg (LGRB) hat hierzu eine Karte der geologischen Untergrundverhältnisse für die erdbebengefährdeten Gebiete der Bundesrepublik Deutschland erstellt. Die Karte weist großflächig drei seismologisch relevante geologische Untergrundklassen aus: Klasse A ("Fels, Festgestein"): Bereiche mit fehlender oder nur geringmächtiger Bedeckung mit Lockersedimenten (meist Quartär) über Festgestein mit Scherwellengeschwindigkeiten größer ca. 100m/s. Klasse B ("flache Sedimentbecken, Übergangszonen"): Bereiche mit bis zu ca. 100 m Lockersedimenten (meist Quartär) über Festgestein oder Bereiche, in denen unter einer geringmächtigen oder fehlenden Bedeckung von quartären Lockersedimenten tertiäre Sedimente bis ca. 500 m Mächtigkeit auftreten, deren gemessene oder geschätzte Scherwellengeschwindigkeiten allmählich auf Werte von bis zu ca. 1800 m/s ansteigen. Klasse C ("tiefe Sedimentbecken"): Bereiche mit mehr als ca. 100 m Lockersedimenten (meist Quartär) über Festgestein oder Bereiche, in denen unter einer geringmächtigen oder fehlenden Bedeckung von quartären Lockersedimenten sehr mächtige tertiäre Sedimente von mehr als ca. 500 m Mächtigkeit auftreten. Der Untergrund bis in Tiefen von ca. 20 m bleibt in allen Fällen als sogenannter "Baugrund" außer Betracht. Flächen mit einer Ausdehnung von weniger als 20 km sind in der Karte nicht dargestellt.

G. Gudehus, H. Kreuter, R. Lippomann
Untersuchungsmethoden zur Sanierung von Baugebieten durch Hangverdübelung. Schlußbericht
Bauforschung, Band T 2471
1992, 67 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Forschungsvorhaben befaßte sich mit ingenieurgeologischen Problemstellungen, die bei der Sicherung von Kriechhängen durch Verdübelung auftreten. Ziel war es, Untersuchungsmethoden zu entwickeln, die eine sichere und wirtschaftliche Sanierung von Baugebieten durch diese bewährte Hangstabilisierungsmaßnahme ermöglichen. Auf Grundlage der Ergebnisse und Erfahrungen wurden praxisgerechte Richtlinien für ihre Anwendung formuliert. Zur geotechnischen Beurteilung und zur Dimensionierung der Verdübelungsmaßnahme werden Messungen, Feld- und Laborversuche durchgeführt. Es wurde ein Entnahmegerät für die Probennahme in Bohrlöchern entwickelt, das den weichen Probenkern möglichst schonend entnimmt und sicher nach oben bringt. In einem Probenaufbewahrungsgerät wird die empfindliche Probe luftdicht verpackt und unter Druck aufbewahrt, um sie vor den schädlichen Einflüssen von Transport und Lagerung zu schützen. Modifizierte Triaxialversuchstechnik ermöglicht die Bestimmung des Zähigkeitsindex und der Scherfestigkeit auf der Gleitfuge. Die Neigungsmeßsondierung in einem Bohrloch gibt Auskunft über die Hangbewehrung und die Tiefenlage der Bewegungshorizonte. (-y-)

U. Smoltczyk
Studie für die künftige Gestaltung deutscher Grundbaunormen auf der Grundlage des Partialsicherheitskonzepts des EC7-Entwurfes. Schlußbericht
Bauforschung, Band T 2374
1991, 20 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Untersuchung befaßt sich mit den Notwendigkeiten, die sich bei der Anpassung der bestehenden deutschen Normen auf dem Gebiet des Grundbaus im Hinblick auf die Einführung eines Eurocodes EC7 "Geotechnics, Design" ergeben werden. Ausgangspunkt ist dabei, daß die nationale Normung nach Ende 1990 nicht mehr fortgeschrieben werden soll, wenn der betreffende Normungsgegenstand bereits auf europäischer Ebene verhandelt wird. Nach der Schilderung der mehrjährigen Diskussionen in den entsprechenden Spiegelgremien als auch mit Vertretern des Auslandes im Entwurfsausschuß für den EC7 werden zunächst die allgemeinen Anforderungen dargestellt. Danach werden die in Deutschland vorhandenen geotechnischen Normen, gültig am 1.1.1991, daraufhin überprüft, ob sie für einen Übergangszeitraum auch dann hinnehmbar sind, wenn eine Aktualisierung im Einzelfall nicht mehr möglich ist, wie das insbesondere bei der Grundnorm DIN 1054 der Fall ist. Weiter wird festgestellt, welche Sachverhalte voraussichtlich auch nach Ablauf der Übergangsfrist in der nationalen Normungsorganisation dazu nicht erkennbar sind. (-y-)