vorl-g-a Einführung

Seite Einführung, Allgemeines A.1

Lehrstuhl für Grundbau, Bodenmechanik, Felsmechanik und Tunnelbau

A Einführung

A.1 Geotechnik: Übersicht, Inhalt und Abgrenzung

Geotechnik: Ingenieurdisziplin, die den Boden im Zusammenhang mit dem Bauen zum Gegenstand hat. - Grundbau, Bodenmechanik, Felsmechanik und Tunnelbau (auch Name des Lehrstuhls) - darüber hinaus: Ingenieurgeologie - schwierige Abgrenzung zu Hydrogeologie, Geophysik, klare Abgrenzung zur Bodenkunde In Geotechnik enthalten, aber (auch) an anderen Lehrstühlen gelehrt: - Bergbau - Teile des konstruktiven Wasserbaus - Hydromechanik für Grundwasser - baubetriebliche und maschinentechnische Aspekte Bei jedem Bauwerk ist die Geotechnik gefordert, da alle Bauwerkslasten in den Baugrund eingeleitet werden müssen und jedes Bauwerk ein stabiles Fundament haben muss. Daher sollten bei jedem Bauvorhaben hinreichend bekannt sein: (natürliche) Baugrund- und Grundwasserverhältnisse (Erkundung), die physikalischen Eigenschaften des Baugrunds (bo-den- und felsmechanische Untersuchungen) sowie die Gesetze der Mechanik, die auf den Boden anwendbar sind. Die Geotechnik ist als eigenständiges Fachgebiet vergleichsweise jung, hat aber eine rasante Entwicklung aufzuweisen, da immer höhere Anforderungen realisierbar werden und das Meistern der geotechnischen Aufgaben hohe wirtschaftliche Relevanz hat. Große geotechnische Aufgaben haben oft nationale Bedeutung (z. B. Neubaustrecken der Bahn, Kanaltun-nel, Brücke über den großen Belt). Geotechnische Aufgaben sind wegen der komplexen Randbedingungen (Natur, inhomogen, komplexes Materialverhalten, dreidimensional, Baugrund nur punktuell erkundbar und selektiv beschreibbar, Gründungselemente später nicht mehr zugänglich) in der Regel nicht exakt lösbar und oft mit einem Restrisiko behaftet. Sie fordern vom Ingenieur neben solidem Wissen daher auch Intuition, Fähigkeit der Abstraktion, Beobachtungsgabe und Mut (zur Lücke). Bodenmechanik, Felsmechanik: (Grundlagen) - Teilgebiet der Mechanik, also der Physik - primär: Spannungen und Verformungen dort im Untergrund quantifizieren, wo es für das Bauen von Bedeutung ist - dafür: beschreiben, klassifizieren, Zustandsmessungen, Materialuntersuchungen - weiterhin: Eigenschaften des Bodens kennen, im natürlichen Zusammenhang (Geologie) sowie im technischen Um-

gang: Übergang zu Mineralogie, Petrographie, Kristallographie, Chemie, Thermodynamik Grundbau: (praktische Anwendung) - Bauen auf, im und mit Boden/Fels und Grundwasser - Bauverfahren und Bauelemente, um Bauwerke zu gründen, Bodenkörper zu stabilisieren und die Eigenschaften von

Böden zu nutzen sowie gezielt zu verändern - Teilgebiete

• Erdbau • Felsbau • Dammbau • Verkehrswegebau • Hafenbau • Rohrleitungsbau • Tunnelbau

• Umweltgeotechnik • Deponiebau • Ingenieurbau • Spezialtiefbau • Ingenieurbiologie • Baugrunddynamik

- zentrale Aufgaben • verformungsbewusste Lastabtragung im Baugrund (Bauwerksgründungen, Verankerungen, Unterfangungen, Sa-

nierungen vorhandener Bauwerke) • sichere Einschnitte und Hohlräume im Untergrund (Böschung, Baugrube, Tunnel, Geländesprünge, Unterfangung) • qualitätsbewusste Erdauffüllungen und Verkehrsflächen (Dämme, Stützkonstruktionen, Straßen, Bahn, Flugplätze) • Beherrschung des (Grund-)Wassers (GW-Absenkung, Dränung, Abdichtungen, Hochwasserschutz, GW-Umleitung,

Küstenschutz, Hafenanlagen) • Mitwirkung beim Umweltschutz (Deponiebau, Sanierung, Sicherung, Einkapselung von Altlasten)


Alle Bauaufgaben verlangen stets die Teamarbeit mit Arbeitsteilung, dabei aber Verständnis für die Nachbardisziplinen und Redundanz der Kompetenz im Bereich von Schnittstellen. Persönlich herausfordernde Aufgaben für Geotechnik-Ingenieure (erkunden, planen, berechnen, bewerten, konstruieren, kalkulieren, Bauleitung, Qualitätssicherung, Überwachung, entwickeln, forschen) gibt es in fast allen Bereichen des Bauin-genieurwesens: bei beratenden Ingenieuren, Planungsgesellschaften, Baufirmen, Behörden, Forschungseinrichtungen etc. Dabei ist interdisziplinäres Arbeiten mit anderen Bauingenieuren und vielen Nachbarwissenschaften möglich und nötig. Geotechnik im interdisziplinären Umfeld: - Ingenieur- und Planungsdisziplinen:

• Architektur • Baubetrieb, Projektsteuerung • Bauinformatik • Eisenbahn, Straßen- und Verkehrswesen • Erdbebeningenieurwesen • Geodäsie • Landschaftsplanung • Maschinenbau • Objekt- und Tragwerksplanung • Raumordnung und Städtebau • Schall- und Erschütterungsschutz • Technische Gebäudeausstattung • Wasserbau und Wasserwirtschaft • Wasserversorgung, Grundwasserschutz

- Naturwissenschaften: • Biologie • Chemie • Geologie • Geographie • Mineralogie, Kristallographie • Physik, Geophysik

- Recht und Sozialwissenschaften:

• Betriebs- und Volkswirtschaft • Politik, Öffentlichkeitsarbeit • Arbeits-, Wirtschafts-, Sozial-, Steuer-, Wirt-

schafts- und Verwaltungsrecht • Öffentliches und privates Baurecht

A.2 Historische Hinweise

Die historische Wurzel des Grundbaus liegt in der Lebensnotwendigkeit, den Untergrund befestigen zu müssen, um darauf wohnen, verkehren und Wasserstellen sichern zu können. Holz-Rammpfähle waren in der Steinzeit bereits in ganz Europa verbreitet, ebenso Erdwälle für Deiche und Befestigungen. Bauwerke aus der Antike sind beispielsweise ein 40 m hoher Staudamm schon 2600 v. Chr. im heutigen Jemen, Be- und Entwässerungskanäle in Babylon oder die längste je gebaute Brücke im alten China aus 40.000 Holzbögen zur Querung eines Sumpfgebietes. Der Stand der Technik im Altertum wurde von ARCHIMEDES und VITRUV beschrieben. Beispiel für eine Brückengründung auf umgekehrten Gewölben ist die Pons Fabricius 62 v. Chr. Hohe Entwicklung der Wasserbaukunst z.B. in den Niederlanden: älteste Doppeltorschleuse 1373 in Vreeswijk (Utrecht-Lek-Kanal). In der Renaissance: Wiederentdeckung der vorchristlichen technischen Literatur. In der Folge entstand 1485 ein Handbuch für Baumeister des Italieners ALBERTI mit zahlreichen Regeln auch für Grundbauten, z.B. Rammkriterien. 1579-1594 Bau einer 42 m hohen Staumauer in Alicante, Spanien. Die Entwicklung des Festungsbaus (VAUBAN, 1660) führt zu ersten The-sen über den Erddruck auf Stützmauern (DE BELIDOR, 1729). Es erschienen 1724 "Wasser-Bau-Kunst", 1726 "Brücken- und Brückenbau" von LEUPOLD in Leipzig. 1773 führt COULOMB erste bodenmechanische Versuche durch, definiert die Begriffe "Kohäsion" und "Reibung". 1774 Bau eines Trockendocks in Toulon in Schwimmkasten-Bauweise in Holzbauweise (31-100 m2 Fläche, 11 m hoch). 1779 schlägt COULOMB die Druck-luftgründung als Verfahren vor. Häuser waren bis ins 19.Jahrhundert entweder flach auf einem Holzschwellenrost (um die Zugspannungen in der Sohle des Mauerwerks aufzunehmen) oder tief auf Holzpfählen gegründet.


Bild A02.10: Querschnitt der Talsperre Proserpina Stützmauer mit Pfeilervorlage aus Bruchstein 25 v. Chr.; Römische Talsperren der Antike, VON WÖLFEL, Bautechnik 1997, S. 352ff.

Bild A02.20: Talsperre Esparragalejo, 25 v. Chr., noch erhalten! Stützmauer, Gewölbereihenmauer, Vielfachbogenmauer; Römische Talsperren der Antike, VON WÖLFEL, Bautechnik 1997, S. 352ff.

Bild A02.30: Bogenstaumauer Daras, etwa 550 n.Chr., Grundablass, Hochwasserüberlauf, Gewölbe; Römische Talsperren der Antike, VON WÖLFEL, Bautechnik 1997, S. 352ff.

Bild A02.40: Bau von Hafenmolen nach Vitruv (30 v. Chr.) Fangedamm, Pfahlrost, Unterwasser-beton; Gründungen von Molen und Brückenpfeilern im Römischen Reich, VON WÖLFEL, Bautechnik 1996, S. 629ff.


Bild A02.50: Fertigteilbauweise für Molen nach Vitruv (30 v.Chr) Turm planmäßig kippen lassen, indem man Sand ausspült; Gründungen von Molen und Brückenpfeilern im Römischen Reich, VON WÖLFEL, Bautechnik 1996, S. 629ff.

Bild A02.60: Gründung eines Brückenpfeilers im Kastenfangedamm nach Vitruv (30 v.Chr.); Fangedamm, Pfahlrost, Tondichtung für Wand; Gründungen von Molen und Brückenpfeilern im Römischen Reich, VON WÖLFEL, Bautechnik 1996, S. 629ff.

Bild A02.70: Holstentor Lübeck (1464-1478) Holz-Schwellenrost, kurze Spickpfähle, 11 m Moor, 330 kPa, 1,65 m Setzung, Schiefstellung; Bild aus Unterlagen zur Vorlesung Bodenmechanik, FRANKE, Dresden, 2000

Bild A02.80: Dom von Pisa mit dem schiefen Campanile (1174-1370); 1000 kPa, 2 - 3 m Setzung, 5,5° Schiefstellung; Gründung in sandig-tonigen Schlufflagen, darunter Wechsellagen von breiigen und weichen Tonen sowie Sanden; Bild aus Unterlagen zur Vorlesung Bodenmechanik, FRANKE, Dresden, 2000

Pfähle

Bohlenwände

Lehmfüllung

Pfahlrost

Schnitt

Grund-riss

tragfähiger Baugrund

Fangedamm

Brückenpfeiler mit opus implec-tum

a) Moor und Bauschutt b) Mudde und Torf c) alluviale Sande d) Geschiebemergel

a) b) c) d)

heutige/ frühere Geländehöhe


Geschichte der Bodenmechanik Coulomb (1736 – 1806) Entwicklung der klassischen Erddrucktheorie und der ersten Bruchhypothesen Rankine (1820 – 1872) Rankine´sche Erddrucktheorie Boussinesq (1842 – 1929) Theorie über die Verteilung der Spannungen und Verformungen unter einer an der

Oberfläche wirkenden Last in einem homogenen, elastisch isotropen Halbraum Darcy (1858) Gesetz über die Durchlässigkeit von Böden Mohr (1835 – 1918) Entwicklung eines graphischen Verfahrens zur Darstellung der Spannungen und Deh-

nungen in beliebigen Punkten eines Körpers (Mohr´scher Spannungskreis) Müller-Breslau (1906) Großversuche über Erddruck auf Stützwände (Modellversuche) Fellenius (1922) Vorschläge zur Entnahme von Proben,

Entwicklung von Versuchstechniken zur Bestimmung von Bodenkennwerten und von Verfahren für Stabilitätsuntersuchungen von Böschungen

Terzaghi (1883 – 1963) Begründung der Bodenmechanik als selbstständiges Wissensgebiet 1927 Gründung des deutschen Ausschusses für Baugrundforschung in der deutschen

Gesellschaft für Bauingenieure Hertwig, Lorenz, Ramspeck Theoretische Grundlagen der Bodendynamik, dynamische Untersuchungsverfahren (1933 – 1938) 1950 Gründung der Deutschen Gesellschaft für Erd- und Grundbau (seit 1994: Deutsche

Gesellschaft für Geotechnik)

A.3 Klassifikation des geotechnischen Schrifttums

A General A1 Geotechnical Engineering-Scope A2 Historical Aspects A3 Information Services and Literature A4 Textbooks, Handbooks, and Periodicals A5 Terminology A6 Companies, Institutes, and Laboratories A7 Societies, Meetings, and International A8 Professional Ethics, Legal Requirements, Codes

of Practice and Standardization A9 Education A10 Research Activities B Geological and Environmental Aspects (Basic Geology, see Principal Group T) B0 General B1 Formation of Soil and Rocks B2 Hydrogeological Aspects B3 Mass Movements and Land Subsidence B4 Seismic Activity and Crustal Movements B5 Climatic Conditions B6 Submarine Geological Aspects B7 -

B8 Extraterrestrial Soil and Rock Conditions B9 Geomorphologic Aspects and Terrain B10 Mineralogical Aspects B11 Description of Regional Soil and Rock Conditions B12 Other Environmental Aspects C Site Investigations Equipment and Techniques of Exploration, Prospection, Sampling and Field Testing of Soil and Rocks (excl. determination of engineering properties), Presentation of Results C0 General C1 Airphoto Surveys and Remote Sensing C2 Geophysical Surveys C3 Probings (Soundings) C4 Visual Exploration Techniques C5 Boring Techniques and Equipment (cf. C 10) C6 Sampling C7 Measurement of Field Conditions (incl. Post-Con Struction Monitoring) C8 Field Testing (Excl. tests for engineering proper-

ties, see Groups D and F)


C9 Presentation of Results, Data Base C10 Underwater Site lnvestigations D Soil Properties: Laboratory and In-Situ Determinations (Incl. Rockfill, Artificial Soils, Waste Materials) Concepts, Theories, Methods of Determination, Equipment and Results D0 General D1 Classification and Description of Soils D2 Physico-Chemical Properties D3 Composition, Structure, Density, and Water

Contents D4 Hydraulic Properties D5 Compressibility and Swelling D6 Shear-Deformation and Strength Properties D7 Dynamic Properties D8 Thermal Properties D9 Compactibility D10 Properties of Soil-Addititve Mixtures E Analysis of Soil-Engineering Problems Theoretical, Empirical, and Practical Methods of Analysis E0 General E1 Stress Analysis E2 Deformation and Settlement Problems E3 Bearing Capacity of Shallow Foundations E4 Bearing Capacity of Piles and other Deep Foundations, Anchors E5 Earth Pressure Problems E6 Stability of Slopes and Excavations E7 Seepage and other Hydraulic Problems E8 Dynamic Problems E9 Frost Action and Heat-Transfer Problems E10 Analysis of Layered Systems and Pavements Behaviour E11 Soil-Vehicle and Soil-Tool Interaction E12 Soil-Structures Interaction E13 MathematicaI Methods, Computer Analysis E14 Model Test Analysis F Rock Properties: Laboratory and In-Situ Determina-tions Concepts, Theories, Methods of Determination, Equipment and Results F0 General F1 Classification and Description of Rocks and Rock Masses F2 Physico-Chemical Properties F3 Composition, Density, and Structural Features F4 Hydraulic Properties F5 Compressibility and Swelling F6 Shear-Deformation and Strength Properties F7 Dynamic Properties F8 Thermal Properties

G Analysis of Rock-Engineering Problems Theoretical, Empirical, and Practical Methods of Analysis G0 General G1 Stress Analysis G2 Deformation and Displacement Problems G3 Bearing Capacity of Rock Masses G4 - G5 Rock Pressure on Tunnels and Underground

Openings G6 Stability of Rock Slopes and Open Excavations G7 Seepage and other Hydraulic Problems G8 Dynamic Problems G9 Frost Action and Heat-Transfer Problems G10 - G11 - G12 Rock-Structure-Interaction G13 Mathematical Methods, Computer Analysis G14 Model Test Analysis H Design, Construction, and Behaviour of Engineer-ing Works Description and Case Records of Engineering Works H0 General H1 Foundations of Structures (other than dams) H2 Retaining Structures and Cut-off Walls H3 Offshore Structures H4 Dams and Reservoirs, Embankments H5 Tunnels and Underground Openings H6 Roads, Railroads and Airfields H7 Harbours, Canals, and Coastal Engineering

Works H8 Conduits and Culverts H9 Slopes and Unsupported Excavations H10 Land Use H11 Waste Depositories K Construction Methods and Equipment K0 General K1 Drainage Methods K2 Sealing and Grouting Processes K3 Preloading and Soil Replacement K4 Earthworks and Rock Excavation, Processing

and Transportation K5 Compaction Processes K6 Soil Stabilization and Erosion Control K7 Piles and Pile Driving, incl. Sheet Piles K8 Construction of Caissons and Deep Piers K9 Construction Methods for Shallow Foundations K10 Slurry-Assisted Construction of Foundations and Cut-off Walls K11 Support of Soil and Rock, Anchoring K12 Offshore Construction K13 Protection Measures against Frost


K14 Measures for Improving Deformation and Stabil-ity Conditions. Reconstruction of Foundations

M Materials of Construction M0 General M1 Steel M2 Wood M3 Bituminous Materials M4 Plastics and Similar Materials M5 Cement and Chemicals M6 Concrete M7 Paints and Coatings M8 Construction Elements S Snow and Ice Mechanics and Engineering S0 General S1 Snow and Ice Cover S2 Properties of Snow and Ice S3 Snow and Ice Engineering

T Related Disciplines T0 General T1 Pure Sciences T2 Geosciences T3 Agriculture and Pedology T4 Meteorology and Climatology T5 Biosciences T6 Civil Engineering T7 Mining Engineering and Ore Prospecting T8 Mechanical Engineering T9 Electrical Engineering T10 Ocean Engineering T11 Military and Naval Engineering T12 Instrumentation and Measuring Techniques T13 Library Science T14 Environmental Problems and Nature Conservation T15 Oil Prospecting

A.4 Bücher und Fachzeitschriften

Literaturrecherchen: (Zentralbibliothek der TUM, online) RSWB (S) - Bibliographische Datenbank: Raumordnung, Städtebau, Wohnungswesen, Bauingenieurwesen ICONDA (S) - Bibliographische Datenbank: Bauingenieurwesen, inhaltlich ca. 60 % Überscheindung zu RSWB GEOREF (S) - CD-ROM-Version der geowissenschaftlichen Datenbank des American Geological Institute; bibliographisch Bücher: GRUNDBAU-TASCHENBUCH, 3 Bände, 6. Auflage 2001, Verlag Ernst und Sohn, Berlin - zum Thema Bodenmechanik, Felsmechanik, Grundbau - EMPFEHLUNGEN DES ARBEITSAUSSCHUSSES "UFEREINFASSUNGEN", Verlag Ernst und Sohn, Berlin - zum Thema Grundbau am offenen Wasser - TASCHENBUCH FÜR DEN TUNNELBAU (1977 ff, jährlich), Herausgeber: DGGT, Verlag Glückauf GmbH, Essen - zum Thema untertägiger Verkehrswegebau - DIN BAUNORMEN, Taschenbuch 36: BAUGRUND 1, AUSFÜHRUNG UND BERECHNUNG, (jährlich Neuauflage) DIN BAUNORMEN, Taschenbuch 113: BAUGRUND 2, ERKUNDUNG UND UNTERSUCHUNG, Beuth-Verlag Berlin Köln - zum Thema Normung im Grundbau - GRASSHOFF, SIEDEK, FLOSS (1982 und 1979): Handbuch Erd- und Grundbau, Teil 1 und 2, Werner Verlag, Düsseldorf GUDEHUS, G. (1981): Bodenmechanik, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart HUDSON, BROWN, FAIRHURST, HOEK (1993): Comprehensive Rock Engineering, Vol. 1-5, Pergamon Press KEZDI (1968 - 1976): Handbuch der Bodenmechanik, Teil I – IV, VEB Verlag, Berlin KOLYMBAS, D. (1998): Geotechnik - Bodenmechanik und Grundbau, Springer-Verlag KUNTSCHE, K. (1999): Geotechnik: Erkunden, Untersuchen, Berechnen, Messen, Vieweg-Verlag LANG, HUDER, AMANN (2003): Bodenmechanik und Grundbau, Springer Verlag, Berlin MÜLLER, L. (1963): Der Felsbau (1. Band: Grundlagen), Ferdinand Enke Verlag Stuttgart SCHMIDT, H.-H. (2001): Grundlagen der Geotechnik; Verlag B. G. Teubner, Stuttgart SCHULZE, SIMMER (1992-94): Grundbau, Teil I und II, Teubner Verlag STIEGLER (1979): Baugrundlehre für Ingenieure, Erdrucklehre, Werner Ingenieurtexte SZECHY (1963-65): Der Grundbau, Band I und II, Springer Verlag TERZAGHI, JELINEK (1954): Theoretische Bodenmechanik, Springer Verlag Berlin WITTKE, W. (1984): Felsmechanik, Springer Verlag Berlin Göttingen Heidelberg


Zeitschriften: GEOTECHNIK - deutschsprachige Quartals-Zeitschrift der DGGT BAUTECHNIK - Monatsschrift, behandelt regelmäßig auch geotechnische Themen, Verlag Ernst & Sohn BAUINGENIEUR - Monatsschrift, behandelt regelmäßig auch geotechnische Themen Organzeitschrift der VDI-Gesellschaft Bautechnik FELSBAU, Rock and Soil Engineering, Journal for Engineering Geology, Geomechanics and Tunneling, 6 Ausgaben/Jahr, englisch- und deutschsprachig, Verlag Glückauf, Essen GEOTECHNIQUE - englischsprachige Quartals-Zeitschrift. The Institution of Civil Engineers London GROUND ENGINEERING - englischsprachige Zeitschrift mit 8 Heften/Jahr. Foundation Publications Ltd. Brentwood, Essex, England INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL AND ANALYTICAL METHODS IN GEOMECHANICS - englischsprachige Quartals-Zeitschrift, Verlag J. Wiley Inc. New York JOURNAL OF THE GEOTECHNICAL ENGINEERING DIVISION Proc. of the American Society of Civil Engineers (ASCE) -

englischsprachige Monatsschrift STRASSE + AUTOBAHN, Monatsschrift; Organ der Forschungsgesellschaft für Straßen -und Verkehrswesen TIEFBAU BERUFSGENOSSENSCHAFT - deutschsprachige monatliche Organzeitschrift TIEFBAU INGENIEURBAU STRASSENBAU - deutschsprachige Monatsschrift, Verlag Bertelsmann, Gütersloh TUNNEL Internationale Fachzeitschrift für unterirdisches Bauen, Organ der STUVA, Köln, deutsch und englisch, 8 Hefte/Jahr Verlag Bertelsmann, Gütersloh

A.5 Griechisches Alphabet

α alpha

β beta

Γ γ gamma

Δ δ delta

ε epsilon

ζ zeta

η eta

θ ϑ theta

ι iota κ kappa

Λ λ lambda

μ mue

ν nue

ξ ksi

Ο ο omikron

Π π pi

ρ rho

Σ σ sigma

τ tau

ϕ phi

Χ χ chi

Ψ ψ psi

Ω ω omega

A.6 Geotechnische Fachvereinigungen und Tagungen

INTERNATIONAL SOCIETY FOR SOIL MECHANICS AND GEOTECHNICAL ENGINEERING (ISSMGE) Die internationale Gesellschaft für Bodenmechanik und Grundbau wurde mit einer ersten Konferenz 1936 in Cambridge (USA) gegründet. Sie besteht aus autonomen nationalen Vereinigungen. Neben den internationalen Tagungen werden regio-nal (kontinental) Konferenzen wie z. B. die Europäische Konferenz für Bodenmechanik und Grundbau oder die Donau-Europäische Konferenz durchgeführt. Internationale Tagungen bisher: 1936 Cambridge (USA) 1948 Rotterdam 1953 Zürich 1957 London 1961 Paris 1965 Montreal 1969 Mexico City 1973 Moskau 1977 Tokio 1981 Stockholm 1985 San Francisco 1989 Rio de Janeiro 1994 New Delhi 1997 Hamburg 2001 Istanbul INTERNATIONAL SOCIETY FOR ROCK MECHANICS (ISRM) Gegründet 1962 in Lissabon. Organisation und Aktivität ähnlich wie ISSMGE. Internationale Tagungen bisher: 1966 Lissabon 1970 Belgrad 1974 Denver 1979 Montreux 1983 Melbourne 1987 Montreal 1991 Aachen 1995 Tokio 1999 Paris 2003 Johannesburg INTERNATIONAL ASSOCIATION OF ENGINEERING GEOLOGY (IAEG) Gegründet 1969 in Paris. Organisation und Aktivität ähnlich wie ISSMGE. DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR GEOTECHNIK e.V. (DGGT) Deutscher Fachverband innerhalb der ISSMGE, ISRM und IAEG mit 6 Fachsektionen für "Bodenmechanik", "Erd- und Grund-bau", "Felsmechanik", "Ingenieurgeologie", "Kunststoffe in der Geotechnik", "Deponien und Altlasten". Baugrundtagungen im 2-jährigen Turnus.


Die Fachsektionen führen Arbeitskreise, in denen technische Regelungen diskutiert und erweitert werden. 2003 bestehen Arbeitskreise (z.T. ruhen sie) zu folgenden Themen (ohne Ingenieurgeologie): - Berechnungsverfahren - Baugrund; Laborversuche - Untersuchung von Boden und

Fels - Baugrunddynamik - Sicherheit im Grundbau - Numerik im Grundbau - Baugrund - Tragwerk Interakti-

on - Bodenmechanische Beurtei-

lung von Verbrennungsrück-ständen

- Bohrmethoden und Entnahme-geräte

- Baugrund, Feldversuche - Pfähle - Ufereinfassungen - Asphaltbauweisen im Wasser-

bau und in der Geotechnik - Baugruben - Küstenschutzwerke - Wasserhaltungen

- Schlitzwände - Herstellung, Bemessung und

Qualitätssicherung von Stabili-sierungssäulen zur Unter-grundverbesserung

- Einpressarbeiten mit Feinst-bindemitteln im Lockergestein

- Geomesstechnik - Salzmechanik - Tunnelbau - Versuchstechnik Fels - Felshohlräume zur Verbrin-

gung von Stoffen - Grundwassermodelle und

Schadstoffausbreitung in der Geotechnik

- Terminologie - Berechnungsverfahren -

Wechselwirkung zwischen Bauwerk und Untergrund

- Kunststoffe in der Geotechnik und im Wasserbau

- Berechnung und Dimensionie-rung von Erdkörpern mit Be-wehrungseinlagen aus Geo-kunststoffen

- Anwendung von Geotextilien und Geokunststoffen im Stra-ßenbau

- Dichtungssysteme im Wasser-bau

- Geotechnik der Deponiebau-werke

- Langzeituntersuchungen und Langzeitprognosen zu Dicht-wandmassen im kontaminier-ten Milieu

- Erkundung und Sanierung von Altlasten

- Dekontamination von Boden und Grundwasser

Außerdem existieren Arbeitsausschüsse im Fachnormenausschuss Bauwesen (FNBau) des Deutschen Instituts für Normung (DIN), die teilweise identisch sind mit den entsprechenden Arbeitskreisen und die Normen auf dem geotechnischen Sektor bearbeiten. Dagegen fassen die Arbeitskreise ihre Ergebnisse zu "Empfehlungen" zusammen. Auf europäischer Ebene arbeiten Technische Komitees (TC) mit zugehörigen Scientific Comitees (SC), welche die europä-isch harmonisierte Normung vorantreiben. Die europäische Normung im Hinblick auf Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik wurde vom TC 250, SC 7 erarbeitet und führte zur EN 1997, auch EC 7 genannt. Näheres siehe Abschnitt J. Die Arbeit an Normen des Spezialtiefbaus (TC 288) begann 1992 mit drei Normenprojekten. 2004 waren zwölf verschie-dene Normenprojekte in Arbeit. Es ist derzeit nicht geplant, weitere Techniken in das Programm aufzunehmen. Die The-men dort sind EN 1536 Bohrpfähle, EN 1538 Schlitzwände, EN 1537 Anker, EN 12063 Spundwände, EN 12699 Verdrän-gungspfähle, EN 12715 Injektion, prEN 12716 Düsenstrahlverfahren, prEN 14199 Mikropfähle, prEN 14475, 14490 Be-wehrter Boden, Bodenvernagelung, sowie tiefreichende Bodenstabilisierung, vertikale Dräns und Tiefenverdichtung.


A.7 Zeichen und Bezeichnungen (entsprechend DIN 1080)

Nr. Formelzeichen

und Nebenzeichen

Benennung Einheit (Beispiele)

Bemerkungen

1 c´ Kohäsion des dränierten (entwäs-serten) Bodens

kN/m2 Bezug: effektive Spannung siehe DIN 18137 Teil 1

2 cL Longitudinalgeschwindigkeit m/s Geschwindigkeit der Druckwelle im Kontinuum

3 cr Kohäsion des gestörten undränier-ten (nicht entwässerten) Bodens

kN/m2 auch Scherfestigkeit eines gestör-ten, gesättigten bindigen Bodens im undränierten Zustand

4 cR Rayleigh-Geschwindigkeit m/s Geschwindigkeit der Oberflächen-welle

5 ct Transversalgeschwindigkeit m/s Geschwindigkeit der Scherwelle im Kontinuum

6 cu Kohäsion des undränierten (nicht entwässerten)Bodens

kN/m2 Totale Spannung siehe DIN 18137 Teil 1

7 cv Konsolidierungsbeiwert

m2/s Beiwert der Zeitsetzung

wvw

sv m

kEkcγ⋅

=γ⋅

=

8 Cc Krümmungszahl auch: C

-

6010

230

C dd)d(C

⋅=

siehe DIN 18196 9 Cc Kompressionsbeiwert - Wert des Anstiegs der halbloga-

rithmisch aufgetragenen Druck-Porenzahllinie

e

clg

eC

σσ

Δ

Δ−=

mit der Einheitsspannung 2

e m/kN1=σ

10 Cs Schwellbeiwert - Mittlerer Wert des Anstiegs einer Entlastungs- und Wiederbelas-tungsschleife der halblogarithmisch aufgetragenen Druckporenzahllinie

e

slg

eC

σσ

Δ

Δ−=

11 CU Ungleichförmigkeitszahl/ Ungleichkörnigkeitszahl auch: U

-

10

60U d

dC =

siehe DIN 18196

12 d Korngröße

mm siehe DIN 18123

13 D Lagerungsdichte -

nminnmaxnnmaxD

−−

=


Nr. Formelzeichen und Nebenzeichen


Bemerkungen

14 DPr Verdichtungsgrad -

Pr

dPrD

ρρ

=

siehe DIN 18127 15 e Porenzahl - Porenvolumen, bezogen auf das

Feststoffvolumen

n1ne−

=

(früher Porenziffer ε ) 16 e0 Erdruhedruck

kN/m2

17 ea aktiver Erddruck

kN/m2

18 ep passiver Erddruck

kN/m2 auch: Erdwiderstand

19 0E Erdruhedruckkraft, (-last) kN, kN/m

20 aE aktive Erddruckkraft, (-last) kN, kN/m früher: Erddruck

21 pE passive Erddruckkraft, (-last) kN, kN/m auch Erdwiderstandskraft, (-last) früher: Erdwiderstand

22 Es Steifemodul

MN/m2

εσ

=ddEs

)dn(d ≈ε ist die auf die Höhe des

Volumenelements bezogene Zu-sammendrückung (Verminderung des Porenanteils n) im einachsigen Formänderungszustand

Reziprokwert vs

mE1

=

(coefficient of volume compressibility)

23 EV Verformungsmodul

MN/m2

sr5,1E 0

v ΔσΔ

⋅=

r Radius der Lastplatte siehe DIN 18134

24 fS spezifische Strömungskraft

kN/m3 Strömungskraft, bezogen auf das Volumen n (früher j)

25 h hydraulische Druckhöhe m

26 hK kapillare Steighöhe m

27 i hydraulisches Gefälle - Verlust an hydraulischer Druckhö-he je Länge in Fließrichtung

28 IA Aktivitätszahl - Plastizitätszahl, bezogen auf das Verhältnis des Gewichtes mt der Tonfraktion zum Gesamtgewicht m

m/mI

It

PA =

29 IC Konsistenzzahl -

P

LC I

wwI

−=




Bemerkungen

30 ID bezogene Lagerungsdichte frühere Bezeichnung: Dr

-

eminemaxeemaxID −

−=

31 IL Liquiditätszahl - C

P

PL I1

Iww

I −=−

=

32 Index d Bemessungswert (d für design) kN

33 Index k charakteristisch kN

34 IP Plastizitätszahl - PLP wwI −=

35 k Durchlässigkeitsbeiwert m/s

ivk =

36 kn dynamischer Druck-Bettungsmodul

MN/m3 dynamische Sohlspannung, die für Einheitsverformung senkrecht zur Gründungsfläche erforderlich ist (früher Cn)

37 ks Bettungsmodul

MN/m3

sk o

sσ

=

38 kt dynamischer Schub-Bettungsmodul

MN/m3 dynamische Sohlspannung, die für die Einheitsverformung parallel zur Gründungsfläche erforderlich ist.

39 0K Beiwert des Erdruhedrucks - früher: σλ

40 aK Beiwert des aktiven Erddrucks - früher: aλ

41 pK Beiwert des passiven Erddrucks - früher: pλ

42 l Pfahllänge m

43 lO Krafteintragungslänge m Anteil der Pfahl- oder Ankerlänge, auf dem rechnerische Kräfte an den Baugrund abgegeben werden, siehe DIN 1054, DIN 4125 Teil 1

44 max e Porenzahl bei lockerster Lagerung -

45 max n Porenanteil bei lockerster Lage-rung

-

46 min e Porenzahl bei dichtester Lagerung -

47 min n Porenanteil bei dichtester Lage-rung

-

48 n Porenanteil - Porenvolumen, bezogen auf das Gesamtvolumen

e1ennn aw +

=+=

nw Anteil der wassergefüllten Porenna Anteil der luftgefüllten Poren

49 q Durchfluss, flächenbezogen

m3/(s. m2) Wasservolumen je Querschnitts-fläche bezogen auf die Zeit

50 qr einachsige Druckfestigkeit des gestörten Bodens

kN/m2

51 qs Mantelreibung

kN/m2 früher : mτ




Bemerkungen

52 qu Einachsige Druckfestigkeit des ungestörten Bodens

kN/m2

53 Rb Pfahlfußkraft (b für base) früher: Qp, QS

kN siehe DIN 1054

54 Rc;k charakteristischer Druckwiderstand eines Pfahles früher Pfahlgrenzlast Qg

kN siehe DIN 1054

55 Rs Pfahlmantelkraft (s für shaft) früher: Qs, Qr

kN siehe DIN 1054

56 s Setzung mm Endwert

57 s1 Primärsetzung mm Setzung infolge Konsolidierung

58 s2 Sekundärsetzung mm Setzung unter konstanten effekti-ven Spannungen ach Abschluss der Konsolidierung

59 sel elastische Pfahlsetzung mm elastischer Anteil der axialen Pfahlkopfverschiebung

60 s0 Sofortsetzung mm zeitunabhängiger Setzungsanteil

61 spl bleibende Pfahlsetzung mm bleibender (plastischer) Anteil der axialen Pfahlkopfverschiebung

62 st Setzung zur Zeit t mm

63 Sr Sättigungszahl -

nnS W

r =

64 St Sensitivität -

r

u

ur

ut q

qccS ==

urc Scherfestigkeit des gestörten

Bodens für den undränierten Zu-stand

65 TV Bezogene Konsolidierungszeit --

2v

vHctT ⋅

=

t Konsolidierungszeit H Dicke der einseitig vertikal entwässernden Bodenschicht

66 u Porenwasserdruck

kN/m2 Wasserdruck in den Poren eines wassergesättigten Bodens

uuu 0 Δ±=

67 u0 hydrostatischer Porenwasserdruck

kN/m2

68 ua Porenluftdruck

kN/m2 Luftdruck in den Poren eines teil-weise wassergesättigten Bodens

69 uW Porenwasserdruck bei Teilsättigung

kN/m2 Wasserdruck in den Poren eines teilweise wasser-gesättigten Bo-dens

70 UC Verfestigungsgrad - Verhältnis der bis zu einem Zeit-punkt eingetretenen Volumenände-rung zur Volumenänderung im Endzustand (degree of consolidation), (früher U Konsolidierungsgrad)




Bemerkungen

71 UZ Konsolidierungsverhältnis - Verhältnis der bis zu einem Zeit-punkt eingetretenen Abnahme des Porenwasserdrucks zum Poren-wasserdruck bei Beginn der Last-steigerung (consolidation ratio)

72 v Filtergeschwindigkeit m/s Durchfluss je Fläche ikv ⋅=

73 VCa Kalkgehalt - Verhältnis des Kalkgewichtsanteils zum Trockengewicht

74 Vgl Glühverlust - Verhältnis des Gewichtsverlustes beim Glühen zum Trockengewicht

75 w Wassergehalt % Verhältnis der Masse des Poren-wassers zur Trockenmasse, siehe DIN 18121 Teil 1

76 wL Wassergehalt an der Fließgrenze % früher: wf

77 wP Wassergehalt an der Ausrollgrenze % früher wa

78 wPr optimaler Wassergehalt % Wassergehalt, der der maximalen Trockendichte nach dem Proctor-versuch zugeordnet ist, siehe DIN 18127

79 ws Wassergehalt an der Schrumpf-grenze

%

80 uΔ Porenwasserüberdruck Porenwasserunterdruck

kN/m2 Über- bzw. Unterdruck im Poren-wasser gegenüber dem hydrostati-schen Porenwasserdruck

81 γ Wichte des feuchten Bodens

das Zeichen γ wird im Partialsi-cherheitskonzept außerdem für Teilsicherheitsbeiwerte verwendet

kN/m3

S

S

e1w1

)w1()n1(

γ⋅++

=

γ⋅+⋅−=γ

(früher Raumgewicht des feuchten

Bodens fγ )

82 'γ Wichte des Bodens unter Auftrieb

kN/m3

e1

)()n1(

WS

WS

+γ−γ

=

γ−γ⋅−=γ′

früher aγ

83 dγ Trockenwichte des Bodens

kN/m3 ssd e1

1)n1( γ⋅+

=γ⋅−=γ

früher Trockenraumgewicht tγ

84 rγ Wichte des wassergesättigten Bodens.

kN/m3

e1e

n)n1(

ws

wsr

+γ⋅+γ

=

γ⋅+γ⋅−=γ

(früher Raumgewicht des wasser-

gesättigten Bodens gγ )

85 sγ Kornwichte

kN/m3 (früher spezifisches Gewicht des Korns)




Bemerkungen

86 wγ Wichte des Wassers

kN/m3 (früher spezifisches Gewicht des Wassers)

87 aδ Wandreibungswinkel für aktiven Erddruck

°

88 pδ Wandreibungswinkel für passiven Erddruck

°

89 sδ Sohlreibungswinkel °

90 wη Dynamische Viskosität des Was-sers

N s/m2

91 ϑ Gleitflächenwinkel °

92 aϑ Gleitflächenwinkel für aktiven Erd-druck

° Winkel der ungünstigen Gleitfläche gegen die Horizontale

93 pϑ Gleitflächenwinkel für passiven Erddruck

°

94 wν Kinematische Viskosität des Was-sers

m2/s

95 ρ Dichte des feuchten Bodens

t/m3 s)1)(n1( ρ⋅ω+−=ρ

96 dρ Trockendichte des Bodens

t/m3 s)n1( ρ⋅−=ρ

97 Prρ Proctordichte

t/m3 maximale Trockendichte nach dem Proctorversuch siehe DIN 18127

98 rρ Dichte des wassergesättigten Bo-dens

t/m3 wsr n)n1( ρ⋅+ρ⋅−=ρ

99 sρ Korndichte

t/m3

100 wρ Dichte des Wassers

t/m3

101 σ totale Spannung

kN/m2 gesamte Normalspannung in einer Schnittfläche durch den Boden

102 σ′ effektive Spannung

kN/m2 u−σ=σ′ 103

0σ Sohldruckspannung

kN/m2 früher: ps

104 f0σ Grundbruchspannung

kN/m2

105 vσ geologische Vorbelastung

kN/m2

106 fτ Scherfestigkeit

kN/m2 Maximalwert der Scherfestigkeit – auch Bruchscherfestigkeit genannt, siehe DIN 18137 Teil 1

107 Rτ Gleitfestigkeit

kN/m2 Scherfestigkeit nach großem Ver-schiebungsweg – auch Restscher-festigkeit genannt, siehe DIN 18137 Teil 1 (residual shear strength)

früher rτ

108 0τ Sohlscherspannung

kN/m2




Bemerkungen

109 ϕ′ innerer Reibungswinkel des drä-nierten (entwässerten) Bodens auch: 'φ

° zur Berechnung der Endstandsi-cherheit mit:

ϕ′⋅σ′+′=τ tancf

(der griechische Kleinbuchstabe phi ϕ erscheint in ausländischen

Druckerzeugnissen auch als φ

siehe DIN 18137 Teil 1 110 uϕ innerer Reibungswinkel des undrä-

nierten (nicht entwässerten) Bo-dens

auch: uφ

° zur Berechnung der Anfangsstand-sicherheit mit:

uufu tanc ϕ⋅σ+=τ

siehe DIN 18137 Teil 1

111 iϖ Eigenkreisfrequenz, ungedämpft 1/s i = 1, 2, 3.....

112 diϖ Eigenkreisfrequenz, gedämpft 1/s

A.8 Geologie: QUARTÄR und TERTIÄR: Merkmale als Baugrund und Baustoff (Beispiele) System (Formation)

Locker- / Festgesteine Merkmale

Serie (Abteilung)

Tragfähig-keit bei ge-ringen Ver-formungen

Ver-dicht-barkeit*

Durch-lässigkeit

Verwitterungs-empfindlich-keit

Wasser-empfind-lichkeit

Sonstige Hinwei-se (Bodengrup-pen)

Kiese, Sande gut gut groß gering meist gering

Auesedimente, Torfe, Seetone gering sehr schlecht

niedrig mittel sehr

Holozän (Alluvium / Nacheiszeit) 0,01 Mio Auffüllungen meist gering meist

schlecht meist nied-rig

meist sehr Kontaminationen Grundwasser-gerfährdung

Kies, Sand, Ton, Moräne, Konglomerat, Basalt gut mittel bis gut

unterschiedlich z.B. Moräne (GU, GU*, GT, GT*, TL, TM, UL, UM)

Q U A R T Ä R Pleistozän

(Diluvium / Eiszeiten)

2 Mio

Löss, Lösslehm, Torf gering schlecht niedrig mittel sehr nicht vorkonsolidiert z.B. Löss (SU, SU*, UL, UM)

Sand-Schluff-Ton-Wechsellagen (Flinz) gut mittel bis schlecht

vertikal gering mittel mittel bis sehr

Sand-, Mergel- und Kalkstein, Basalt, Tuff, Kies gut mittel bis gut

unterschiedlich Eigenschaften ab-hängig vom Trenn-flächengefüge, z.B. Mergel (TL, TM, UL, UM)

T E R T I Ä R

65 MioKohlen, Kohlengesteine

* Lockergesteine und gebrochene Festgesteine (je nach Kornabstufung)

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Einführung, A

llgemeines A

.17

KREIDE bis PRÄKAMBRIUM: Merkmale als Baugrund und Baustoff (Beispiele)

Locker- / Festgesteine Merkmale System (Formation) Trag-

fähigkeit Durch- lässigkeit

Verwitterungs-empfindlichkeit

Wasser-empfindlichkeit

Hinweis zu den Formationen

KREIDE 140 Mio

Sand-, Kalk-, Mergel- und Tonstein, Ton (fest) gut unter- schiedlich

mittel bis hoch mittel bis hoch

heller Kalk-, Dolomit- und Mergelstein gut sehr unter-schiedlich

mittel gering bis mittel Verkarstung (Ton, Decklagen)

brauner Sandstein, Tonstein, Kalkstein, Gips meist gut unter-schiedlich

mittel bis sehr hoch

mittel bis hoch Rutschungen

JURA

190 Miodunkle Ton- und Kalkmergelsteine Quellerscheinungen

(Ton)

TRIAS Sand-, Kalk-, Mergel-, Ton- und Dolomitstein, PERM

280 Mio

Sand-, Kalk-, Dolomit-, Mergel- und Tonstein, Konglomerat, Gips/Anhydrit/Salze, Kieselschie-fer, Tuff, Magmatite

meist gut mittel bis sehr groß

teilweise hoch gering bis sehr hoch Rutschungen (Tone, Decklagen) Quellerscheinungen (Gips/Anhydrit/ Ton) Auslaugungen u. Erfälle (Salz/Gips/ Anhydrit) Verkars-tung (Kalk/Dolomit)

KARBON

350 Mio

Kalk-, Sand-, Schluff- und Tonstein, Konglome-rat, Kohle, Grauwacke, Kieselschiefer, Magma-tit

meist gut unter-schiedlich

gering bis mittel gering bis mittel Bodensenkung und Erdfälle in Bergbau-gebieten

DEVON 400 Mio

SILUR 440 Mio

ORDOVIZIUM 500 Mio

KAMBRIUM 570 Mio

Sand-, Ton-, Kalk- und Dolomitstein, Quarzit, Tonschiefer, Tuff, Diabas (alter Basalt)

unverwittert gut bis sehr gut

unter-schiedlich

gering bis mittel gering bis mittel

PRÄKAMBRIUM 4500 Mio

Gneis, Granit, Basalt, Schiefer, Phyllit, Konglo-merat, Sandstein,

unverwittert gut bis sehr gut

unter-schiedlich

meist gering gering bis mittel

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Einführung, A

llgemeines A

.18

A.9 Einteilung der Lockergesteine nach der Korngrößenverteilung bzw. der Plastizität Merkmale

Hauptgruppen Boden-gruppen (DIN 18196) Scherfestigkeit Verdichtbarkeit Zusammen-

drückbarkeit Durchlässigkeit Witterungs- und

Erosions-empfindlichkeit

Frost-empfindlichkeit

Baugrund für verformungsarme Gründungen

GE groß mittel – gut sehr groß vernachlässigbar klein

gut geeignet (je nach Lagerungs-dichte

GW sehr gut mittel – groß sehr gering

GI sehr groß

sehr klein (je nach Lagerungs-dichte

groß mittel

vernachlässigbar klein

GU/GT groß – sehr groß

gut

sehr gering – vernachlässigbar klein

gering – mittel gering – mittel mittel

gut – sehr gut geeignet (je nach Lagerungsdichte)

Kiese

GU*/GT* mittel – groß mäßig – mittel sehr gering – mittel

sehr gering – vernachlässig-bar klein

gering – groß groß – sehr groß geeignet – gut geeignet

SE groß mittel – gut groß groß geeignet

SW/SI gut – sehr gut

vernachlässigbar klein mittel – groß gering – mittel

vernachlässigbar klein

SU/ST groß – sehr groß

mittel – gut sehr gering gering – mittel mittel mittel

gut geeignet Sande

SU*/ST* mittel – groß mäßig – mittel gering – mittel sehr gering – vernachlässig-bar klein

mittel – groß groß – sehr groß geeignet – gut geeignet

Schluffe UL mäßig gering – mittel gering – mittel sehr groß geeignet (je nach Konsistenz)

UM

mäßig

mittel – groß sehr gering groß

sehr groß

brauchbar (je nach Konsistenz)

UA gering

schlecht

groß vernachlässig-bar klein

mittel – groß mittel – groß mäßig brauchbar (je nach Konsis-tenz)

Tone TL mäßig mäßig mittel sehr gering groß sehr groß

TM gering schlecht mittel – groß mittel – groß mittel – groß

brauchbar (je nach Konsistenz)

TA sehr gering sehr schlecht sehr groß

vernachlässig-bar klein mittel gering – mittel mäßig brauchbar

(je nach Konsis-tenz)

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llgemeines A

.19

A.10 Einteilung der Felsgesteine nach der Entstehung

Merkmale* Hauptgruppen Untergruppen wichtige Gesteins-arten Druckfestigkeit Verwitterung Trennflächen sonst. Hinweise

Ergussgesteine (Laven)

Basalt / Quarz-porphyr / Andesit

unverwittert mittel bis sehr hoch (Basalt

mittel bis stark klüftig +/- homogen

Ganggesteine Lamprophyre (dun-kel) / Aplite (hell)

unverwittert mittel bis sehr hoch

stark klüftig

Magmatische Gesteine

Tiefengesteine Granit u. Diorit unverwittert sehr hoch gering wenig klüftig homogen

Sedimentgesteine mechanische und chemische

Sandstein / Kong-lomerat / Kalkstein / Dolomitstein

gering bis mittel mittel teilweise stark klüftig, Schichtung

z.T. Karst

vulkanischer Tuff/ Tonstein / Salz- und Gipsgesteine

gering mittel bis stark teilweise klüftig, Schich-tung

Auslaugung, Queller-scheinungen

organische Kohle / z.T. Kalk-tuff, Seekreide, Kalke, Dolomite, Kieselschiefer

gering bis mittel mittel bis stark Schichtung

Metamorphe Gesteine

Unterteilung nach Mineralbe-stand, Gefüge und Entstehung

Gneis mittel gering bis mittel gering klüftig anisotrop (Glimmerla-gen)

Phyllit und Schiefer gering mittel bis stark stark klüftig, teilweise plattig bis blättrig

anisotrop durch Schiefe-rungsflächen

Quarzit sehr hoch sehr gering klüftig spröde

Marmor mittel mittel bis hoch gering klüftig Verkarstung

*Die Verwitterung ist stark klimaabhängig. z.B. verwittern Silikatgesteine, wie Granit und Gneis in Skandinavien sehr wenig, während die Verwitterung in den Tropen bis ca. 100 m Tiefe reichen kann.

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.20

A.11 Hydrogeologische Begriffe (vgl. auch DIN 4049)

GW-Oberfläche Obere Grenzfläche eines Grundwasserkörpers, Grenzfläche vom wassergesättigten Boden zum ungesättigten Boden eines GW-Leiters oder zu einem überlagernden GW-Nichtleiter

Grundwasserspiegel ausgeglichene Grenzfläche des GW gegenüber der Atmosphäre in GW-Messstellen, Brunnen, Schürfen,... Grundwasserstand Auf mNN oder eine beliebige horizontale Bezugsfläche bezogener Grundwasserspiegel ungespanntes, freies Grundwasser in GW-Messstelle lotbarer GW-Druckspiegel entspricht der GW-Oberfläche gespanntes Grundwasser in GW-Messstelle lotbarer GW-Druckspiegel entspricht nicht der GW-Oberfläche (Druckspiegel liegt höher) GW-Leiter (GW-Aquifer): Gesteins- oder Bodenkörper, die Hohlräume (durchflusswirksamer Hohlraumanteil n1) enthalten und geeignet

sind Grundwasser weiterzuleiten, hydraulisch leitfähige Schicht, die Wasser abgeben kann. GW-Hemmer Im Vergleich zu einer benachbarten Schicht schlecht durchlässige aber nicht wasserundurchlässige Schicht GW-Nichtleiter (GW-Stauer): für Grundwasser weitgehend undurchlässige Schicht (im bautechnischen Sinne dicht) GW-Stockwerk Einzelne GW-Leiter eines GW-Körpers (GW-Vorkommen, die durch GW-Nichtleiter oder GW-Hemmer getrennt

sind. Zählung der GW-Stockwerke von oben nach unten. GW-Deckschichten Alle Bodenschichten oberhalb der GW-Oberfläche GW-Fließrichtung Richtung einer Grundwasserstromlinie (idealisierte Bewegungsspur von Grundwasserteilchen) GW-Geschwindigkeit Filtergeschwindigkeit vf : Grundwasserdurchfluss [m3/s] / durchströmte Fläche [m2]

Abstandsgeschwindigkeit va : Länge eines Stromlinienabschnittes [m] / zum Durchfließen benötigte Zeit (vf / durchflusswirksamer Hohlraumanteil nf = va)

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.21

Documents

vorl-g-a Einführung