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Vorträge und Posterpräsentationen (mit Tagungsband-Eintrag):

L. Martak, P. Drucker:
"Hydraulisch verursachtes Versagen in fein(st)körnigen Lockergesteinen";
Vortrag: 9. Österreichische Geotechniktagung, Wien (eingeladen); 24.01.2013 - 25.01.2013; in: "9. Österreichische Geotechniktagung", D. Adam (Hrg.); (2013), S. 109 - 124.



Kurzfassung deutsch:
Für das Phänomen des hydraulischen Grundbruchs
gibt es eine Vielzahl von rechnerischen
Nachweisen und Bemessungsansätzen, allerdings gehen fast alle diese Nachweise von
grobkörnigem Lockergestein aus, d. h. von steinigen, kiesigen und sandigen Böden. In der
Regel handelt es sich um Gleichgewichtsnachweise, wie sie auch die ÖNORM EN 1997-1
beschreibt (Nachweise HYD). Sehr wenige Fachbeiträge befassen sich mit dem
hydraulischen Versagen in feinkörnigen und feinstkörnigen Boden, wie feinsandige Schluffe,
tonige Schluffe und Schlufftone bzw. Tone im Sinne der ÖNORM B4400-1:1010 (A-Linie
nach CASAGRANDE). Sie werden meist als pe
rmanente Grundwasserstauer betrachtet und
beim Nachweis gemäß EN 1997-1 (Nachweis UPL) nur auf ihr Gleichgewicht gegen hydro-
statischen Druck unter der grundwasserstauenden Sohle, mit oder ohne seitliche Wand-
reibung an der Geländesprungsicherung untersucht. Mit den Partialsicherheiten, z.B.
entsprechend ÖNORM B 1997-1-1:2013, werden Bemessungen für die Baupraxis
empfohlen, von der oftmals vermeintlichen Erfahrung ausgehend, dass die in feinkörnigen
Böden angetroffene Kohäsion jedem auftretenden hydraulischen Gefälle - und das zeitlich
unbegrenzt - standhalten könne.
Bereits 1997 hat MARTAK jedoch nachgewiesen, dass hydraulischer Grundbruch in
Schluffen und Tonen durch Bildung von rückschreitenden Erosionstrichtern oder Entleerung
von sandigen Zwischenlagen in meist überkonsolidierten tonigen Lockergesteinen entstehen
kann und zwar bereits bei relativ geringen hydraulischen Gefällen und üblichen Kohäsionen.
Dieses Phänomen kann nicht nur bei Baugruben, Dämmen und Böschungen, sondern auch
bei Tunnelvortrieben an der Ortsbrust und bei
natürlichen oder künstlichen Barrieren von
Deponien maßgeblich werden. Feinkörnige Böden besitzen oftmals einen hohen
Sättigungsgrad, sind aber niemals absolut vollständig gesättigt, da dann die Kohäsion,
besser als Binnendruck p
k
(GUDEHUS, 1996) oder als
remanenter
, also zurückbleibenden,
Kapillardruck
k
v
(BOROWICKA, 1961) bezeichnet, d.h. die Van der Waal ́schen Kräfte in
den Mikroporen wirkungslos werden würden. Das Verdrängen der verbliebenen Bodenluft
und damit die Erhöhung der Wassersättigung bei konstantem Bodenvolumen hängen von
der durch den vorhandenen hydraulischen Strömungsdruck verursachten Reduktion des
Kapillardrucks bzw. der Saugspannung und der Erhöhung des Porenwasserdruckes im
Feinkorngefüge ab. Im nachstehenden Beitrag wird ein hydraulisches Grundbruchkriterium
ohne Ansatz der Bodenwichte vorgestellt und mit den in der Literatur vorhandenen
Modellansätzen zur Berücksichtigung der Kohäsion verglichen, die für das maßgebliche
hydraulische Gefälle auch die Bodengleichgewichtsbedingung einbeziehen.


Elektronische Version der Publikation:
http://publik.tuwien.ac.at/files/PubDat_211661.pdf


Erstellt aus der Publikationsdatenbank der Technischen Universitšt Wien.