Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss der Korngrößenverteilungen von nichtbindigen homogenen Böden auf den Mechanismus des hydraulischen Grundbruchs. Zu diesem Zweck werden Modellversuche an zwölf unterschiedlichen Böden durchgeführt, deren Korngrößenverteilungen im Bereich zwischen Feinsand und Feinkies liegen. Die durchgeführten Modellversuche bestätigen, dass zur Beurteilung des Bruchverhaltens zwischen Fließsand-Zustand und totalen Kollaps unterschieden werden soll. Bei der Ausbildung des Bruchs spielen nicht nur die Kornwichten und Porenzahlen, sondern auch die Ungleichförmigkeitszahlen von Böden eine entscheidende Rolle, sodass nichtbindige homogene Böden mit Ungleichförmigkeitszahlen CU > 5 gegen hydraulischen Grundbruch relativ sicher sind.
Abstract
The present study deals with the effect of particle-size distributions of non-cohesive homogeneous soils on seepage failure. For this purpose, model tests are performed by using twelve different soils whose particle-size distributions are located between fine sands and fine gravels. The model tests show that a distinction should be made between quicksand-conditions and total collapse to assess the behavior of seepage failure. In the development of failure, in addition to the unit weights of grains and the void ratios, the uniformity coefficients of soils also play a crucial role, such that non-cohesive homogeneous soils with uniformity coefficients CU > 5 are relatively safe against seepage failure.
Literatur
Aulbach, B.: Hydraulischer Grundbruch – Zur erforderlichen Einbindetiefe bei Baugruben in nichtbindigem Baugrund. Dissertation, RWTH Aachen (2013)
Bazant, Z.: Stability of a non-cohesive soil under elliptic upward seepage. Proceedings of third international conference on soil mechanics and foundation engineering, Zürich. (1953)
Cai, F., Ugai, K.: Seepage analysis of two case histories of piping induced by excavations in cohesionless soils. The First International Conference on Construction IT, Beijing. (2004)
Davidenkoff, R.N.: Unterläufigkeit von Stauwerken. Werner, Düsseldorf (1970)
Davidenkoff, R.N., Franke, O.L.: Untersuchung der räumlichen Sickerströmung in eine umspundete Baugrube in offenen Gewässern. Bautechnik 42(9), 298–306 (1965)
Deutsches Institut für Normung (Hrsg.): DIN 18126: Baugrund – Untersuchung von Bodenproben. Bestimmung der Dichte nichtbindiger Böden bei lockerster und dichtester Lagerung. Beuth, Berlin (1996)
Deutsches Institut für Normung (Hrsg.): DIN 18124: Baugrund – Untersuchung von Bodenproben. Bestimmung der Korndichte, Kapillarpyknometer – Weithalspyknometer. Beuth, Berlin (1997)
Deutsches Institut für Normung (Hrsg.): DIN 18130-1: Baugrund – Untersuchung von Bodenproben. Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts – Teil 1: Laborversuche. Beuth, Berlin (1998)
Deutsches Institut für Normung (Hrsg.): DIN 18137-3: Baugrund – Untersuchung von Bodenproben. Bestimmung der Scherfestigkeit – Teil 3: Direkter Scherversuch. Beuth, Berlin (2002)
Deutsches Institut für Normung (Hrsg.): DIN 18123: Baugrund – Untersuchung von Bodenproben. Bestimmung der Korngrößenverteilung. Beuth, Berlin (2011)
Deutsches Institut für Normung (Hrsg.): DIN 1054 (2010-12): Baugrund-Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau – Ergänzende Regelungen zu DIN EN 1997-1. Beuth, Berlin (2010)
Deutsches Institut für Normung (Hrsg.): DIN EN ISO 14688-2 (2004 + Amd 1: 2013): Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Benennung, Beschreibung und Klassifizierung von Boden – Teil 2: Grundlagen für Bodenklassifizierungen. Beuth, Berlin (2013)
Deutsches Institut für Normung (Hrsg.): DIN EN 1997-1 (2014-03) – Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik – Teil 1: Allgemeine Regeln; Deutsche Fassung EN 1997-1: 2004 + AC: 2009 + A1: 2013. Beuth, Berlin (2014)
EAB: Empfehlungen des Arbeitskreises „Baugruben“. Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin (2012)
EAU: Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Ufereinfassungen“ Häfen und Wasserstraßen. Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin (2012)
Harza, L.F.: Uplift and seepage under dams on sand. Trans. ASCE 100(1), 1352–1385 (1935)
Kenney, T.C., Lau, D.: Internal stability of granular filters. Can. Geotech. J. 22(2), 215–225 (1985)
Kezdi, A.: Fragen der Bodenphysik. Verlag des Vereins Deutscher Ingenieure, Düsseldorf (1976)
Knaupe, W.: Hydraulischer Grundbruch an Baugrubenumschließungen. Dt. Bauakad., Bauinformation, Berlin (1968)
Kokusho, T., Fujikura, Y.: Effect of particle gradation on seepage failure in granular soils. Fourth International Conference on Scour and Erosion, Tokyo. (2008)
Koltuk, S., Fernandez-Steeger, T., Azzam, R.: Untersuchungen zum hydraulischen Grundbruch in Baugruben in homogenen Böden. Grundwasser 21(3), 203–215 (2016)
Tanaka, T., Verruijt, A.: Seepage failure of sand behind sheet piles – the mechanism and practical approach to analyze. Soils Found. 39(3), 27–35 (1999)
Tanaka, T., Song, S., Shiba, Y., Kusumi, S., Inoue, K.: Seepage failure of sand in three simensions – experiments and numerical analyses. Sixth Conference on Scour and Erosion, Paris. (2012)
Terzaghi, K.: Erdbaumechanik auf bodenphysikalischer Grundlage. Franz Deuticke, Leipzig/Wien (1925)
Terzaghi, K., Peck, R.B.: Die Bodenmechanik in der Baupraxis. Springer, Berlin/Göttingen/Heidelberg (1961)
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Koltuk, S., Song, J., Fernandez-Steeger, T.M. et al. Einfluss der Korngrößenverteilungen nichtbindiger homogener Böden auf hydraulischen Grundbruch. Grundwasser 23, 245–256 (2018). https://doi.org/10.1007/s00767-018-0395-2
Received:
Revised:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s00767-018-0395-2