Post on 06-Apr-2016
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© Stephan Semprich1 Durchströmung einer Böschung Folie 1
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Versagen einer Böschung
Verbreiterung der Autobahn A2 auf Höhe der Pack, Mai 2006Wulf Schubert
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Strömungsnetz 1
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Strömungsnetz 2
Stromliniennetz Äquipotentiallinie
Stromlinie
Bedingung: a/b = constant (isotrope Durchlässigkeit k)
Potenzialdifferenz H = 10 m
Gleiche Niveauunterschiede n1 = 10
Stromfäden n2 = 4
Geschwindigkeit in der Masche i
Wassermenge je Stromfaden
Gesamtwassermenge
iii an
Hkikv
1
ab
nHkq 1
qnQ 2
[m/s]
[m3/s]
[m3/s]
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Auftrieb und Strömungskraft 1
sin21 dyuu
ww
sin34 dyuu
ww
sin3421 dyuuuu w
dhdxuudxudhu
wwww
coscos 1414
dhdxuudxudhu
wwww
coscos 2323
dhdxuuuu w cos2314
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Auftrieb und Strömungskraft 2Resultierende in y-Richtung:
Resultierende in x-Richtung:
sinsin21 Aw Fdydxdxuu
sindyw
Auftrieb dydxF wA
SA FFdyuu cos14
wdhdx cos
Swww Fdydxdydhdydx coscos
Strömungskraft dFiF wS
dFidydxdxdhdydhF wwwS /
[kN]
[kN]
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Hangparalleles Gleiten 1
10,26 kN 21,79 kN Ausnutzungsgrad = 0,47
Boden
k = 20 kN/m3
c‘k = 5 kN/m2
‘k = 35 °
Kräfte
G = b ∙ h ∙
N = b ∙ h ∙ ∙ cos
T = b ∙ h ∙ ∙ sin
QT = b ∙ h ∙ ∙ cos ∙ tan
C =
Bemessungswert der Beanspruchungen Bemessungswert des Widerstandes gegen Einwirkungen
cb
cos
Gk
d hbE
sin
dMkrepFd aXFEE ;/; dMkrepFd aXFRR ;/;
0,120sin0,10,205,10,1
''
'cos
'tancosc
kkG
kd
cbhbR
15,10,5
20cos0,1
15,135tan0,120cos
0,10,205,10,1
Hangparalleles Gleiten ohne Sickerströmung
Bemessungssituation BS1
Schadensfolgeklasse CC2
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Hangparalleles Gleiten 2
11,04 kN 14,07 kN Ausnutzungsgrad = 0,78
Boden
‘k = 11 kN/m3
c‘k = 5 kN/m2
‘k = 35 °
‘w = 10 kN/m3
Kräfte
G = b ∙ h ∙
N = b ∙ h ∙ ∙ cos
T = b ∙ h ∙ ∙ sin
QT = b ∙ h ∙ ∙ cos ∙ tan
C =
S = b ∙ h ∙ w ∙ i
i = tan
Bemessungswert der Beanspruchungen Bemessungswert des Widerstandes gegen Einwirkungen
cb
cos
Gw
Gk
d ihbhbE
sin'
dMkrepFd aXFEE ;/; dMkrepFd aXFRR ;/;
0,136,00,10,105,10,10,120sin
0,10,115,10,1
''
'cos
'tancos'
c
kkG
kd
cbhbR
15,10,5
20cos0,1
15,135tan0,120cos
0,10,115,10,1
Hangparalleles Gleiten mit Sickerströmung
Bemessungssituation BS1
Schadensfolgeklasse CC2
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Teilsicherheitsbeiwerte, EC 7Geotechnische Einwirkungen (F) (Auszug aus Tabelle 16)
Bodenkenngrößen (M) (Auszug aus Tabelle 17)
Widerstände (R) (Tabelle 18)
EinwirkungSymbol Wert
Dauer Bedingung
ständigungünstig G 1,00
günstig G 1,00
veränderlichungünstig Q 1,10
günstig Q 0
Bodenkenngröße Symbol Wert
effektiver Reibungswinkela) ‘ 1,15
effektive Kohäsion c‘ 1,15
Wichte 1,00
undrainierte Scherfestigkeit cu 1,25
a) Dieser Beiwert wird auf tan ‘ angewendet
Widerstand Symbol Wert
Erdwiderstand R;e 1,00
Ankerwiderstand und andere Stabilisierungselemente
a 1,00
(ÖNORM B 1997-1, Ausgabe: 2007-11-01)Teilsicherheitsbeiwerte für den Nachweis des Grenzzustandes der Tragfähigkeit
von Böschungen (Nachweisverfahren 3), Bemessungssituation BS1, Schadensfolgeklasse CC2
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LiteraturEAU 2004 (2005)
Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Ufereinfassungen“, Häfen und Wasserstraßen. 10. Aufl., Arbeitsausschuss „Ufereinfassungen“ der Hafenbautechnischen Gesellschaft e.V. und der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V., Verlag Ernst & Sohn.
Langguth, H.-R.; Voigt, R. (2004)Hydrogeologische Methoden. Springer Verlag.
ÖNORM EN 1997-1 (2009-05-15)Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik – Teil 1: Allgemeine Regeln (konsolidierte Fassung). Österreichisches Normungsinstitut.
ÖNORM B 1997-1-1 (2010-03-15)Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik – Teil 1: Allgemeine Regeln – Nationale Festlegungen zu ÖNORM EN 1997-1 und nationale Ergänzungen. Österreichisches Normungsinstitut.