BODENMECHANIK UND FELSMECHANIK - Aktuelles - Technische ...

BODENMECHANIK UND FELSMECHANIK
Werkstoffeigenschaften von Boden und Fels
03/2003
5.3
5.3.1
Festigkeitseigenschaften
Bruchbedingung nach Mohr-Coulomb
Seite 5.3-1
Für jeden Boden existiert eine kritische Bezi.ehung zwischen der in einer
Schnittfläche in} vorhandenen Schubspannungen T n und der Normalspannung G n ,
bei deren Eintreten das Korngerüst die Grenze seiner Scherfestigkeit erreicht.
COULOMB (1773) machte diese Erkenntnis zur Grundlage seiner Erddrucktheorie,
wobei er von einer linearen Proportionalität zwischen 'In und G n im
Bruchzustand ausging. Unter Einbeziehung der Bodenarten, die auch ohne
Wirkung einer Normalspannung eine gewisse Schubspannung ertragen können ohne
zu versagen (kohäsive Böden), lautet die Coulombsche Bruchbedingung:
T n,f = C + (T n,f . tan cp
mit den Scherparametern: er - Scherwinkel (auch Winkel der inneren Reibung)
c [kN/m 2 ) - Kohäsion
Der Index "f" bezeichnet den Bruchzustand (f: failure). Die Bruchbedingung
ist in dieser Form auf die unbekannte Flächenrichtung in} bezogen. Man eliminiert
diese Abhängigkeit mittels der Hauptspannungen in der gefährdeten
Fläche (0. MOHR 1882) und erhält die Mohr-Coulombsche Bruchbedingung:
Die experimentelle Ermittlung der Scherparameter erfolgt im direkten Scherversuch,
im Triaxialversuch bzw. im einaxialen Druckversuch (.s • Kapitel
5.4)
Bild 1: Mohr-Coulomb'sche Bruchbedingung in der Mohr'schen Ebene
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Technische Universität Darmstadt • Institut für Werkstoffe und Mechanik im Bauwesen