Prüfung im Modul Geotechnik III im SS 2014 am 18.08 · Grundriss Schnitt A-A Baugrube...

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Prüfung im Modul Geotechnik III im SS 2014 am 18.08.2014 Name, Vorname: __________________________________________ Matrikelnummer: __________________________________________ Fachbereich Bau- und Umwelt- ingenieurwissenschaften Institut und Versuchsanstalt für Geotechnik Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Franziska-Braun-Straße 7 64287 Darmstadt Tel. +49 6151 16 2149 Fax +49 6151 16 6683 E-Mail: [email protected] www.geotechnik.tu-darmstadt.de

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Prüfung im Modul Geotechnik III

im SS 2014

am 18.08.2014

Name, Vorname: __________________________________________ Matrikelnummer: __________________________________________

Fachbereich Bau- und Umwelt- ingenieurwissenschaften Institut und Versuchsanstalt für Geotechnik Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Franziska-Braun-Straße 7 64287 Darmstadt Tel. +49 6151 16 2149 Fax +49 6151 16 6683 E-Mail: [email protected] www.geotechnik.tu-darmstadt.de

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Name, Vorname: Matrikelnr.:

Aufgabe 1 (max. 15 Punkte)

Beim Bau eines Silos mit einem Radius von 16 m soll eine kreisförmig angelegte Brunnenanlage

zur Grundwasserhaltung hergestellt werden, siehe Anlage. Die maximale Förderleistung eines

Einzelbrunnens beträgt 30 m³/h.

a) Es sind die Ergebnisse eines Pumpversuches mit einer Förderleistung von 15 m³/h in der

nachfolgenden Tabelle dargestellt. Ermitteln Sie mit Hilfe der dargestellten Pegelhöhen den

hydraulischen Durchlässigkeitsbeiwert k der Sandschicht.

Pegel Abstand vom Förderbrunnen Gemessene Höhe des Grund-

wasserstandes unter GOF

[m] [m]

P1 3 -3,6

P2 53 -3

b) Ermitteln Sie die notwendige Anzahl an Brunnen, um die Sicherheit gegen hydraulisch

verursachtes Versagen (HYD, UPL) zu gewährleisten. Es ist ein Sicherheitsabstand von 2 m

der Brunnen zur in der Anlage dargestellten Baustellenstraße um das Silo herum einzuhalten.

Die Brunnen sind gleichmäßig um die Baustellenstraße herum anzuordnen.

c) Bestimmen Sie den notwendigen Brunnendurchmesser.

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Name, Vorname: Matrikelnr.:

r =16,0

m

16,0 m

-7,0 m

GOF ± 0,0 m

GW -5,5 m

(18.08.2014)

Cl-5,0 m

-12,0 m

Sa

Brunnen

6,0 m 2,0 m

AAA

6,0 m

Brunnen

(18.08.2014)

- 2,0 m

Kennwerte

Ton (Cl):

= 20,0 kN/m³

= 20,5 kN/m³

= 20,0°

c = 20,0 kN/m²

I

r

c

'

'

= 0,95

Sand (Sa):

= 18,5 kN/m³

= 19,5 kN/m³

= 30,0°

c = 0 kN/m²

r

'

'

Grundriss Schnitt A-A

Baugrube

Baustellenstraße

Z

Fels (Z):

k << kFels Sa

Anlage

zu Aufgabe 1

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Name, Vorname: Matrikelnr.:

Aufgabe 2 (max. 18 Punkte) Eine Baugrube wird mit der in der Anlage 1 dargestellten zweifach rückverankerten, frei

aufgelagerten, tangierenden Bohrpfahlwand gesichert.

a) Ermitteln Sie die Verteilung des aktiven und passiven Erddrucks auf die Bohrpfahlwand und

stellen Sie diese graphisch dar.

b) Führen Sie alle erforderlichen geotechnischen Nachweise mit Ausnahme des Nachweises

gegen Geländebruch.

c) Skizzieren Sie zusätzlich alle Gleitkörper, die für den Nachweis der Tiefen Gleitfuge zu

untersuchen sind, wenn die obere Ankerlage um 1,7 m verlängert wird (siehe Anlage 2) und

begründen Sie diese.

Hinweise:

- Der Bruchwert des Pfahlspitzenwiderstandes im Sand beträgt 2.000 kN/m2.

- Der Bruchwert der Pfahlmantelreibung im Sand beträgt 90 kN/m2.

- Die Horizontalkomponente der Ankerkraft in der oberen Lage beträgt 50% der

Horizontalkomponente der Ankerkraft in der unteren Lage.

- Das Eigengewicht der Gurtung kann vernachlässigt werden.

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Name, Vorname: Matrikelnr.:

± 0,0 m

-8,0 m

p = 10,0 kN/m²

Sa

-11,5 m

0,6 m

-2,0 m

(18.08.2014)

- 12,7 mGW

0,6 m

Schnitt A-A

B B

A A

Schnitt B-B

-5,5 m

-2,1 m

-13,5 m

saSi

saGr

10°

4,0 m

7,5 m

10°

4,0 m

6,5 m

Kennwerte

Kies, sandig (saGr):

= 20,0 kN/m³

= 21,0 kN/m³

= 35,0°

c = 0 kN/m²

r

'

'

'

'

� �

� �

a

p

= 2/3

= 1/3

+

-

Sand (Sa):

= 19,5 kN/m³

= 20,5 kN/m³

= 32,5°

c = 0 kN/m²

r

'

'

'

'

� �

� �

a

p

= 2/3

= 1/3

+

-

Schluff, sandig (saSi):

= 19,0 kN/m³

= 20,0 kN/m³

= 25,0°

c = 5,0 kN/m²

r

'

'

Anlage 1

zu Aufgabe 2

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Name, Vorname: Matrikelnr.:

± 0,0 m

-8,0 m

p = 10,0 kN/m²

Sa

-11,5 m

0,6 m

-2,0 m

(18.08.2014)

- 12,7 mGW

0,6 m

Schnitt A-A

B B

A A

Schnitt B-B

-5,5 m

-2,1 m

-13,5 m

saSi

saGr

10°

4,0 m

9,2 m

10°

4,0 m

6,5 m

Kennwerte

Kies, sandig (saGr):

= 20,0 kN/m³

= 21,0 kN/m³

= 35,0°

c = 0 kN/m²

r

'

'

'

'

� �

� �

a

p

= 2/3

= 1/3

+

-

Sand (Sa):

= 19,5 kN/m³

= 20,5 kN/m³

= 32,5°

c = 0 kN/m²

r

'

'

'

'

� �

� �

a

p

= 2/3

= 1/3

+

-

Schluff, sandig (saSi):

= 19,0 kN/m³

= 20,0 kN/m³

= 25,0°

c = 5,0 kN/m²

r

'

'

Anlage 2

zu Aufgabe 2

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Name, Vorname: Matrikelnr.:

Aufgabe 3 (max. 12 Punkte)

Für den in der Anlage dargestellten, mit Geokunststoffen bewehrten Geländesprung soll der

Nachweis gegen Geländebruch anhand des durch Strichlierung gekennzeichneten Gleitkörpers

geführt werden. Hinweis:

Das Eigengewicht der Geokunststoffe ist zu vernachlässigen.

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Name, Vorname: Matrikelnr.:

Sa

Kennwerte

Sand (Sa):

= 18,0 kN/m³

= 30,0°

c = 0 kN/m²

�r = 20,0 kN/m³

k = 2·10 m/s

'

'

-4

Braunkohle (Bk):

= 15,0 kN/m³

32,0°

c = 15,0 kN/m²

�'

'

=

k = 1·10 m/s-8

Bk

± 0,0 m

-3,8 m

-2,3 m

7,5°

7,5°

3,75 m4,65 m 3,75 m

Schichtgrenze Sand-Braunkohle:

30,0°

c = 0 kN/m²

�'

'

=

GW(18.08.2014)

Verkehrslast = 30,0 kN/m²

Verkehrslast = 20,0 kN/m²

3,0 m5,4 m

Geokunststoffbewehrung

Anlage

zu Aufgabe 3

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Lösungsvorschlag Aufgabe 1

Bearb.: Wg am 17.09.2014

Seite 1 / 5

Aufgabe 1 Brunnendimensionierung (max. 15 Punkte)

a) Durchlässigkeitsbeiwert der Sandschicht:

vollkommener Brunnen;

gespanntes Grundwasser;

stationärer Pumpversuch

Pegel P1: 1 3r m 1 12 3,6 8,4H m

Pegel P2: 2 53r m 2 12 3 9H m

2 1 9 8,4 0,6s H H m

12 7 5m m

2

1 4

2 1

1 5315 lnln

3600 36,35 10

2 ( ) 2 3,14 5 (9 8,4)

rQ rk

m H H

m/s

b) Anzahl der Brunnen: Ermittlung der erforderlichen Absenkung Nachweis der Sicherheit gegen hydraulisch verursachtes Versagen (HYD, UPL)

Bemessungssituation BS-T;

günstiger Baugrund (Ic=0,95); Nachweis der Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch:

,' 'dst H stb G stbS G

H =1,30

,G stb =0,95

'dst s w w w w

hS f V i V l A h A h

l

(A=1 m2)

' 0,5 20,0 1,5 10,5 25,75stbG kN/m2

10 1,30 25,75 0,95h

1,88h m

Erforderliche Absenkung: s=5,5-2-1,88 =1,62 m

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Lösungsvorschlag Aufgabe 1

Bearb.: Wg am 17.09.2014

Seite 2 / 5

Nachweis der Sicherheit gegen Aufschwimmen:

, ,dst G dst stb G stbG G

,G dst =1,05

,G stb =0,95

dst wG h

0,5 20 1,5 20,5 40,75stbG kN/m2

10 1,05 40,75 0,95h

3,68h m

Erforderliche Absenkung:

7 2 3,68 1,32s m

Maßgebende Absenkung (Absenkziel):

1,62s m

Ersatzradius:

16 6 2 24mx m

Reichweite:

43000 3000 1,62 6,35 10 122, 47R s k m

Überprüfen des Gültigkeitskriteriums: Reichweite nach Sichardt anwendbar?

ln 122,47ln 1,63 1

ln 24m

R

x ok

4

22 2 3,14 6,35 10 5 1,621,98 10

ln ln ln122,47 ln 24gm

k m sQ

R x

m3/s

Anzahl der Brunnen:

21,98 102, 4

130

3600

gQn

q

q – Förderleistung eines Einzelbrunnens Gewählt: 3 Brunnen

3 3 30 90gQ q m3/h

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Lösungsvorschlag Aufgabe 1

Bearb.: Wg am 17.09.2014

Seite 3 / 5

Überprüfung des Absenkziels in den ungünstigsten Punkten:

Koordinaten von Brunnen: X Y Br.1 24 0 Br:2 -12 20,78 Br:3 -12 -20,78 Koordinaten von Punkten: X Y A 8 13,86 B 16 0 C 13,86 8

r =16,0

m

AAA

6,0 m

Brunnen 1

Grundriss

Baugrube

Baustellenstraße

Brunnen 3

Brunnen 2

A

B

60.0

120.00°

120.0

C2,0 m

Y

X

60.0

60.0

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Lösungsvorschlag Aufgabe 1

Bearb.: Wg am 17.09.2014

Seite 4 / 5

Abstände der Brunnen zu den möglichen maßgebenden Punkten A, B und C: Punkt A:

x y ix ln ix

Brunnen 1 16 13,86 21,17 3,05 Brunnen 2 20 6,92 21,17 3,05 Brunnen 3 20 34,64 40 3,69 ln 9,79ix Punkt B:

x y ix ln ix

Brunnen 1 8 0 8 2,08 Brunnen 2 28 20,78 34,87 3,55 Brunnen 3 28 20,78 34,87 3,55 ln 9,18ix Punkt C:

x y ix ln ix

Brunnen 1 10,1 8 12,88 2,55 Brunnen 2 25,9 12,8 28,84 3,36 Brunnen 3 25,9 28,8 38,73 3,66 ln 9,58ix

Am Punkt A: ln 9,79ix = Maximum Maßgebender Punkt mit minimaler Absenkung s

1

1ln ln

2

ng

A R ii

QH H R x

k m n

4

13 30 1360010 ln122,47 9,79 10 1,93 8,07

2 3,14 6,35 10 5 3

m

1,93 1,62erfs s m

Erforderliche Förderleistung, damit das Absenkziel am maßgebenden Punkt erreicht wird:

42

1

2 2 3,14 6,35 10 5 1,622,09 10

11 ln122,47 9,79ln ln3

g n

ii

k m sQ

R xn

m3/s

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Lösungsvorschlag Aufgabe 1

Bearb.: Wg am 17.09.2014

Seite 5 / 5

c) Brunnendurchmesser:

Fassungsvermögen eines Brunnens

'02

15

kQ r m

' gQQ

n

n – Anzahl der Brunnen

2

0 4

15 15 2,09 100,132

2 2 3,14 5 3 6,35 10

gQr

m n k

m

Gewählt: 0 0,15r m

Brunnendurchmesser d=0,3 m

Überprüfung, ob während der Absenkung das Grundwasser im Brunnen gespannt bleibt ( 0H m ):

Aufgrund der symmetrischen Anordnung weisen alle Brunnen die gleiche Absenkung auf. Ermittlung der Absenkung im Brunnen 1 Abstände zu Brunnen 1:

x y ix ln ix

Brunnen 1 0ln ln 0,15 1,90r

Brunnen 2 36 20,78 41,57 3,73 Brunnen 3 36 20,78 41,57 3,73 ln 5,56ix

01

1ln ln

2

ng

R ii

QH H R x

k m n

2

0 4

2,09 10 110 ln122, 47 5,56 10 3,09 6,91

2 3,14 6,35 10 5 3H

m > 5 m

Grundwasser bleibt gespannt.

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Lösungsvorschlag Aufgabe 2

Bearb.: Rp am 17.09.2014

Seite 1 / 11 

Aufgabe 2

a) Erddruckermittlung

Erddruckbeiwerte

0

saGr: 35° 0,22

Sa: 32,5° 0,25 4,62

Erddruck

z ∙ ∙ ∙

0,0m 0,0 ∙ 20 ⁄ ∙ 0,22 10 ⁄ ∙ 0,22 2,2 / ²

-2,1moben 2,1 ∙ 20 ⁄ ∙ 0,22 2,2 / ² 11,4 / ²

-2,1munten 2,1 ∙ 20 ⁄ ∙ 0,25 10 ⁄ ∙ 0,25 13,0 / ²

-8,0m 5,9 ∙ 19,5 ⁄ ∙ 0,25 13 / ² 41,8 / ²

-11,5m 3,5 ∙ 19,5 ⁄ ∙ 0,25 41,8 / ² 58,8 / ²

z ∙ ∙

0,0m 0,0 ∙ 19,5 ⁄ ∙ 4,62 0,0 / ²

-3,5m 3,5 ∙ 19,5 ⁄ ∙ 4,62 315,3 / ²

± 0,0 m

-8,0 m

p = 10,0 kN/m²

-11,5 m

0,6 m

-2,0 m

(18.08.2014)

- 12,7 mGW

-5,5 m

10°

4

7,5 m

10°

4,0 m

6,5 m

Si):

2,2 kN/m²

11,4 kN/m²

13,0 kN/m²

41,8 kN/m²

58,8 kN/m²315,3 kN/m²

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Modulprüfung in Geotechnik III am 18.08.2014

Lösungsvorschlag Aufgabe 2

Bearb.: Rp am 17.09.2014

Seite 2 / 11 

Umlagerung des Erddrucks bis Baugrubensohle

2x gestützt, tiefe Anordnung der Stützung

, 0,5 ∙ 2,2 ⁄ 11,4 ⁄ ∙ 2,1 0,5 ∙ 13,0 ⁄ 41,8 ⁄ ∙ 5,9

, 175,9 /

Umlagerungsfigur

0,5 ∙ 2,0 ∙ , 6,0 ∙ , 175,9 / , 25,1 / ²

Bestimmung der horizontalen Ankerkräfte A1 und A2 und der Auflagerkraft B

, 175,9 ⁄ 0,5 ∙ 41,8 ⁄ 58,8 ⁄ ∙ 3,5 352,0 /

Kraft Hebelarm zu A1

Ah1 0,0

Ah2 5,5 2,0 3,5

Bh 6,0 0,6 ∙ 3,5 8,1

(Annahme: 0,6 x t)

0,5 ∙ 0,0 / 25,1 ⁄ ∙ 2,0 25,1 ⁄ 13∙ 2,0 0,67

25,1 / ∙ 6,0 150,6 / 12∙ 6,0 3,0

0,5 ∙ 41,8 ⁄ 58,8 ⁄ ∙ 3,5 176,1 / 9,53,53∙58,8 2 ∙ 41,858,8 41,8

7,85

(1) Kräftegleichgewicht horizontal:

,

(2) Momentengleichgewicht um A1:

25,1 ⁄ ∙ 0,67 150,6 ⁄ ∙ 3,0 176,1 ⁄ ∙ 7,85 ∙ 8,1 ∙ 3,5 0 ∙ 8,1 ∙ 3,5 1817,4 /

(3) Aus Hinweis: 0,5 ∙

0,5 ∙ 352,0 ⁄ 1,5 ∙ 352,0 ⁄ 352,0 ⁄ 1,5 ∙

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Lösungsvorschlag Aufgabe 2

Bearb.: Rp am 17.09.2014

Seite 3 / 11 

in (2) 352,0 ⁄ 1,5 ∙ ∙ 8,1 ∙ 3,5 1817,4 2851,2 / ∙ 8,65 1817,4 / 119,5 /

in (3) 0,5 ∙ 119,5 ⁄ 59,8 ⁄

in (1) 59,8 / 119,5 / 352,0 / 172,7 /

± 0,0 m

-8,0 m

p = 10,0 kN/m²

-11,5 m

0,6 m

-2,0 m

(18.08.2014)

- 12,7 mGW

-5,5 m

10°

4,

7,5 m

10°

4,0 m

6,5 m

Si):

25,1 kN/m²

41,8 kN/m²

58,8 kN/m²315,3 kN/m²

Ah1

Ah2

Bh176,1 kN/m

150,6 kN/m

25,1 kN/m

3,0 m

0,67 m

7,85 m

8,1 m

3,5 m

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Lösungsvorschlag Aufgabe 2

Bearb.: Rp am 17.09.2014

Seite 4 / 11 

b) Geotechnische Nachweise

Nachweis der Vertikalkomponente der Auflagekraft

, , ,

∙ ∙,

0,28 ²

pro Meter: , ²

,

ä 0,47

²

0,47²∙ 11,5 ∙ 25 ⁄ 135,5 /

, 25,1 ⁄ ∙ tan ∙ 35° 150,6 ⁄ 176,1 ⁄ ∙ tan ∙ 32,5° 140,6 /

(die Kraft wird mit dem Reibungswinkel von Sa angesetzt, das kleine Stück von 0,1m wird nicht extra mit dem Reibungswinkel von saGr berechnet!)

, 119,5 ⁄ 59,8 ⁄ ∙ tan 10° 31,6 /

, 172,7 / ∙ tan ∙ 32,5° 33,0 /

135,5 / 140,6 / 31,6 / 33,0 / Nachweis erfüllt!

Nachweis der horizontalen Kräfte

, ∙,

,

1,20 BS-T

, 1,30 BS-T

, 172,7 /

, ∙ 3,5 ∙ 315,3 ⁄ 551,8 ⁄

172,7 / ∙ 1,2, /

, Nachweis erfüllt!

0,6 m

A

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Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Direktor des Institutes und der Versuchsanstalt für Geotechnik der TU Darmstadt  

Modulprüfung in Geotechnik III am 18.08.2014

Lösungsvorschlag Aufgabe 2

Bearb.: Rp am 17.09.2014

Seite 5 / 11 

Sicherheit gegen Versinken

1,20 BS-T

1,40 BS-T

, 1,30 BS-T

, , ∙ , ,

,

, , ∙ 2000 ⁄ ∙ 0,47 940 /

135,5 ⁄ 140,6 ⁄ 31,6 ⁄ ∙ 1,20⁄

,

, /

,

369,2 / 696,8 / Nachweis erfüllt!

oder

, , ∙ , ,

,

, ∑ , , ∙ , 90 ⁄ ∙ 3,5 315,0 /

135,5 ⁄ 140,6 ⁄ 31,6 ⁄ ∙ 1,20⁄

,

, /

,

369,2 / 913,7 / Nachweis erfüllt!

Gleitflächenwinkel

saGr: 35° 0 0 45° 62,5°

Sa: 32,5° 0 0 45° 61,25°

Rankine’scher Sonderfall! 45°

Das Zentrum der Verpressstrecke liegt im vom unteren Anker ausgehenden Gleitteil. 2 Nachweise

Nachweise der tiefen Gleitfuge

0

saGr: 35° 0,27

Sa: 32,5° 0,30

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Lösungsvorschlag Aufgabe 2

Bearb.: Rp am 17.09.2014

Seite 6 / 11 

62,5°

61, 25°

± 0,0 m

-8,0 m

p = 10,0 kN/m²

-11,5 m

0,6 m

-2,0 m

(18.08.2014)

- 12,7 mGW

-5,5 m

10°

4,0 m

7,5 m

10°

4,0 m

6,5 m

± 0,0 m

-8,0 m

p = 10,0 kN/m²

-11,5 m

0,6 m

-2,0 m

(18.08.2014)

- 12,7 mGW

-5,5 m

10°

4,0 m

7,5 m

10°

4,0 m

6,5 m

42°3 0°

Gk+P k

Ea1,k

RA1,k

RA2,kEa1,k

φ=32,5°

φ=32,5°

Qk

Qk

δa=21,7°

Ea,Sa

Ea,saGr

δa=23,3°

δa=21,7°

Ea,Sa

Nachweis 1Nachweis 2

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Lösungsvorschlag Aufgabe 2

Bearb.: Rp am 17.09.2014

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(1) eah auf die fiktive Wand

z ∙ ∙ ∙

0,0m 0,0 ∙ 20 ⁄ ∙ 0,27 10 ⁄ ∙ 0,27 2,7 / ²

-2,1moben 2,1 ∙ 20 ⁄ ∙ 0,27 2,7 / ² 14,0 / ²

-2,1munten 2,1 ∙ 20 ⁄ ∙ 0,30 10 ⁄ ∙ 0,30 15,6 / ²

-7,0m 4,9 ∙ 19,5 ⁄ ∙ 0,30 15,6 / ² 44,3 / ²

 

, ∙ 2,7 ⁄ 14,0 ⁄ ∙ 2,1 ∙ 15,6 ⁄ 44,3 ⁄ ∙ 4,9 164,3 /

Gewichtskräfte und Auflast

7,8 ∙ 2,1 ∙ 20 ⁄ 7,8 ∙ 4,9 ∙ 19,5 ⁄ ∙ 7,8 ∙ 4,5 ∙ 19,5 ⁄

1415,1 /

7,8 ∙ 10 / ² 78,0 /

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Lösungsvorschlag Aufgabe 2

Bearb.: Rp am 17.09.2014

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Nachweis

, 1,30 BS-T

1,20 BS-T

∑ ∑

,

/

,203,1 /

, ⁄ , ⁄ ∙ ,

°218,5 /

203,1 / 218,5 / Nachweis erfüllt!

10°

Gk+P = 1493,1kN/mk

WL Qk

E = 164,3kN/ma1,k

Ea,kE = 140,6kN/mav,k

E = 352,0kN/mah,k

WL Summe RA,k

(1)

30°

32,5°

2,64 cm

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Lösungsvorschlag Aufgabe 2

Bearb.: Rp am 17.09.2014

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(2) eah auf die fiktive Wand

z ∙ ∙ ∙

0,0m 0,0 ∙ 20 ⁄ ∙ 0,27 10 ⁄ ∙ 0,27 2,7 / ²

-2,1moben 2,1 ∙ 20 ⁄ ∙ 0,27 2,7 / ² 14,0 / ²

-2,1munten 2,1 ∙ 20 ⁄ ∙ 0,30 10 ⁄ ∙ 0,30 15,6 / ²

-3,7m 1,6 ∙ 19,5 ⁄ ∙ 0,30 15,6 / ² 25,0 / ²

,12∙ 2,7 ⁄ 14,0 ⁄ ∙ 2,1

12∙ 15,6 ⁄ 25,0 ⁄ ∙ 1,6 50,0 /

Gewichtskräfte und Auflast

8,8 ∙ 2,1 ∙ 20 ⁄ 8,8 ∙ 1,6 ∙ 19,5 ⁄ ∙ 8,8 ∙ 7,8 ∙ 19,5 ⁄

1313,4 /

8,8 ∙ 10 / ² 88,0 /

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Lösungsvorschlag Aufgabe 2

Bearb.: Rp am 17.09.2014

Seite 10 / 11 

Nachweis

, 1,30 BS-T

1,20 BS-T

,∑

,

/

,73,1 /

,, ⁄ ∙ ,

°72,9 /

72,9 / 73,1 / Nachweis erfüllt!

10°

WL Qk

WL Summe RA,k

(2)

E = 50,0kN/ma1,k

Ea,kE = 140,6kN/mav,k

E = 352,0kN/mah,k

42°

32,5°

0,95 cm

Gk+P = 1401,4kN/mk

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Lösungsvorschlag Aufgabe 2

Bearb.: Rp am 17.09.2014

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c) Zusätzlich zu untersuchende Gleitkörper

± 0,0 m

-8,0 m

p = 10,0 kN/m²

-11,5 m

0,6 m

-2,0 m

(18.08.2014)

- 12,7 mGW

-5,5 m

-2,1 m

10°

4,0 m

9,2 m

10°

4,0 m

6,5 m

Nachweis 1Nachweis 2Nachweis 3

die Mitte der Verpressstreckeliegt außerhalb des vomunteren Anker ausgehendenaktiven Gleitkeils

> 3 Nachweise

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Modulprüfung in Geotechnik III am 18.08.2014

Lösungsvorschlag Aufgabe 3

Bearb.: Fs am 02.09.2014

Seite 1 / 3

Aufgabe 3 Böschungsbruchberechnung (max. 12 Punkte)

Strömungskraft S W W W

hf i sin

l

dst WS sin V

Abminderung des Reibungswinkels (BS-P):

kd

tan ( ) tan (30 )tan ( )

1,25 1,25

→ d 24,8 25

Sa

Kennwerte

Sand (Sa):

= 18,0 kN/m³

= 30,0°

c = 0 kN/m²

�r = 20,0 kN/m³

k = 2·10 m/s

'

'

-4

Braunkohle (Bk):

= 15,0 kN/m³

32,0°

c = 15,0 kN/m²

�'

'

=

k = 1·10 m/s-8

Bk

± 0,0 m

-3,8 m

-2,3 m

7,5°

7,5°

3,75 m4,65 m 3,75 m

Schichtgrenze Sand-Braunkohle:

30,0°

c = 0 kN/m²

�'

'

=

GW(18.08.2014)

Verkehrslast = 30,0 kN/m²

Verkehrslast = 20,0 kN/m²

3,0 m5,4 m

Geokunststoffbewehrung

G‘ +P1

G‘2

G‘3

Q2

Q3

Q1

E2-3

E1-2

E2-1

E3-2

�T

S2

S1

S3

�d

�d

�d

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Lösungsvorschlag Aufgabe 3

Bearb.: Fs am 02.09.2014

Seite 2 / 3

Gewichts-, Strömungskräfte und Auflasten

1. Körper

'1

4,6 m 4,65m 1,7 m 1,5m 1,7 m 1,5mG 18kN / m³ 10 kN / m³ 182,3kN / m

2 2 2

1P 4,65m 30kN / m² 139,5kN / m

Q 1,30

1,dP 139,5kN / m 1,30 181, 4 kN / m

1

1,0 m 2, 4 mS sin (7,5 ) 10 kN / m³ 1,6 kN / m

2

2. Körper

'2

3, 2 m 3,1m 3, 2 m 0,6 mG 0,75m 3,0 m 18kN / m³

2 2

1,5m 3,75m 10 kN / m³ 201, 4 kN / m

2S sin (7,5 ) 3,75m 1,5m 10kN / m³ 7,3kN / m

3. Körper

'3

1 1G 3,75m 2,1m 1, 2 m 2, 4 m 18kN / m³

2 2

1

1, 2 m 2, 4 m 10 kN / m³ 59, 4 kN / m2

3

1,5m 2,1mS sin (7,5 ) 10kN / m³ 2,1kN / m

2

Körper 2 + 3 ohne Verkehrslast, da diese hier günstig wirkt.

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Lösungsvorschlag Aufgabe 3

Bearb.: Fs am 02.09.2014

Seite 3 / 3

1cm ≙30 kN/m.

T 10,5kN / m, die Kraft wirkt antreibend, die Böschung ist demnach im Gleichgewicht.

G‘1

WL-Q1

G‘3

G‘2

P1

S1

�T

S3

S2

WL-Q3

WL-Q2

E2-3

E1-2