geneigten Ebene - Bauverlag

Erdbau
Erddruck
guren wieder durch entsprechende
Schraffuren angedeutet.
Die Kraftfläche der FN-Kraft unterteilt
sich in die schraffierten Flächenanteile der
Nv- und Hn-Kraft, wobei die Hn-Kraft den
größeren Flächenanteil im Dreieck einnimmt,
s. Bild 10.
In gleicher Weise platzieren sich die
Hv- u. Hf-Kraft in der Kraftfläche der FH-
Kraft, s. Bild 11.
Für die Ermittlung der maßgebenden
Rohrbelastung ist ein Abgleich der
H-Kräfte aus der Grabenverfüllung und
Das Gleichgewicht im Keil wird aber so lange
gehalten, wie die Geometrie des Bodens
stimmig bleibt. Verdichtungsenergie
erhöht die Wichte, Lagerungsdichte und
den Schüttwinkel ( S), kann die physikalische
Gesetzgebung im Bodenaufbau aber
nicht verändern,d. h.,Böschungen mit nicht
angepasstem Böschungswinkel kommen
trotz bester Verdichtung in Bewegung.
Ersetzt man den Baustoff „Boden“
durch „Stein“, offenbart sich eine Verbindung
zu den altägyptischen Pyramiden.
Mit den Neuerungen zum Gesetz der „geneigten
Ebene“ lassen sich über die Steinqualität
der zulässige Neigungswinkel einer
Pyramide sowie die Spannungen im
Bauwerk errechnen. Für die Steinprüfung
reicht ein gezielter Hammerschlag auf die
Steinoberfläche aus,um an der Bruchstelle
den Neigungswinkel (ß B) zu messen.
Bild 16: Liegender Erdkeil
Die Kraftverteilung im Erdkeil zeigt
deutlich, dass die H-Kräfte (Hf u. Hn) sich
im oberen Bereich des Keils konzentrieren
und nicht in 1 / 3 der Berechnungshöhe
(derzeitige Annahme).
Im Kanalbau ist die Neigungsebene
des stehenden Erdkeils tangential an das
Rohr anzulegen, da nur die Bodenmassen
oberhalb der Neigungsebene Horizontalkräfte
erzeugen können, die zur Minderung
der Rohrauflasten führen, s. Bild 12.
Die Rohrbelastung addiert sich aus der
Hv-Kraft des Erdkeils und den V-Kräften,
die zwischen der Neigungs- und Rohrscheitelebene
auftreten. Zur vertikalen
Rohrlast zählt auch die Reaktionskraft der
Normalkraft (Nv), die dem Anpressdruck
auf die Neigungsebene zu widerstehen
hat. Ihre vertikale Komponente ist in Bild
13 dargestellt.
Die vorgestellten Figuren und deren
Kraftbezeichnungen beziehen sich auf das
Kraftfeld der Grabenverfüllung.
Wie auch bei der Grabenverfüllung
baut sich das Kraftfeld des anstehenden
Bodens auf.Zur Vermeidung von Verwechselungen
sind die Bezeichnungen der beiden
Kraftfelder unterschiedlich angelegt.
So unterteilt sich die Kraftfläche (Po)
des anstehenden Bodens in die Normalkraft
PN und in die Hangabtriebskraft PH.
Die Kräfte (Nn) u. (Pv) stellen hier die vertikalen
und die Kräfte (Pn) u. (Ph) die horizontalen
Komponenten dar.
Bild 17: Gekappter Erdkeil
dem anstehenden Boden (Hf u. Ph)
durchzuführen, wobei die geringere
H-Kraft für die weitere Berechnung anzusetzen
ist.
Diagramm 2: Realer Erddruck der einzelnen Bodenarten
4.2 Erddruck im liegenden
Erdkeil
Wie vorgetragen, kann ein liegender
Erdkeil (Bodenmiete) keine H-Kräfte erzeugen,
die über die Böschungsflächen
hinaus wirken. Innerhalb entstehen aber
Bodenspannungen nach der gleichen
physikalischen Gesetzgebung wie beim
stehenden Keil, nur halt spiegelbildlich.
Im liegenden Erdkeil gibt es die Kraft
(Hf ), welche den Keil zusammenhält, und
die gleich große Kraft (Hn) in der Keilsohle,
die den Keil auseinander treiben möchte.
4.3 Erddruck im gekappten
Erdkeil
Der gekappte Erdkeil kommt u. a. in
Erddämmen oder Erdanschüttungen gegen
Wände vor. Ihm fehlt die Keilfläche
(A2) und damit der Lastanteil der Normalkraft
(FN). Für den Kraftaufbau steht nur
die Hangabtriebskraft (FH) zur Verfügung,
vgl. Bilder 11, 15 u. 17.
Trotz des Unterschiedes zum stehenden
Keiltyp bleibt beim gekappten Keil
die Angriffshöhe der resultierenden H-
Kraft (Hf ) in gleicher Höhe. Jedoch mindert
sich der Erddruck gegen die Wand infolge
der geringeren Gesamtlast. Die Hn-
Kraft wird über die Sohle des zuzuordnenden
liegenden Keils abgebaut, siehe
Bilder 16 und 17.
50 tis 3/2005