Bodendynamik: Grundlagen, Kennziffern, Probleme
Gespeichert in:
| Beteiligte Personen: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
1997
|
| Ausgabe: | 2., völlig neubearb. Aufl. |
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| Beschreibung: | Literaturverz. S. [252] - 258 |
| Umfang: | XIII, 262 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3540624465 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Symbolverzeichnis............................... XI
1 Einführung ................................. 1
1.1 Bodendynamische Problemstellungen ............... 1
1.2 Unterschied zwischen Bodendynamik und klassischer
Bodenmechanik............................ 2
1.3 Elemente bodendynamischer Untersuchungen........... 4
1.4 Hinweis für den Gebrauch des Buches................ 5
2 Grundlagen der Schwingungslehre..................... 6
2.1 Bewegungsdifferentialgleichung................... 6
2.2 Eigenschwingung........................... 7
2.2.1 Ungedämpfter Einmassenschwinger............. 8
2.2.2 Gedämpfter Einmassenschwinger .............. 10
2.3 Harmonische Anregung ....................... 11
2.3.1 Ungedämpfter Einmassenschwinger............. 12
2.3.2 Gedämpfter Einmassenschwinger .............. 13
2.3.3 Gedämpfter Einmassenschwinger mit quadratischer
Anregung............................ 15
2.3.4 Zusammenfassung der wichtigsten Formeln......... 17
2.4 Schwingungsisolation ........................ 17
2.5 Stoßartige Belastung ......................... 19
2.5.1 Rechteckförmiger Stoß..................... 20
2.5.2 Stoß-Antwortspektren..................... 21
2.6 Allgemeine Belastung......................... 21
2.7 Nichtlineare Systeme ......................... 24
2.8 Dämpfungsarten ........................... 26
3 Wellenausbreitung ............................. 28
3.1 Eindimensionale Wellenausbreitung ................ 30
3.1.1 Schubträger........................... 30
3.1.2 Allgemeine Wellengleichung ................. 32
3.1.3 Anwendungsbeispiel...................... 36
VIII Inhaltsverzeichnis
3.2 Wellenausbreitung im elastischen Raum .............. 39
3.2.1 Herleitung der Bewegungsgleichung............. 39
3.2.2 Lösungen der dreidimensionalen Bewegungsgleichung . . 41
3.3 Wellenausbreitung im elastischen Halbraum............ 42
3.3.1 Rayleigh-Wellen ........................ 42
3.3.2 Wellen im geschichteten Halbraum.............. 44
3.4 Wellenausbreitung in nicht idealen Verhältnissen......... 44
3.4.1 Einfluß der Schichtung auf das Wellenbild.......... 44
3.4.2 Wellenausbreitung in Gemischen von Wasser und
Festsubstanz .......................... 45
3.4.3 Wellenausbreitung in porösen, gesättigten Materialien ... 46
3.4.4 Einfluß des Grundwasserspiegels............... 48
3.4.5 Wellenausbreitungsgeschwindigkeit in wichtigen Böden
und Gesteinsarten ....................... 48
4 Dynamische Bodenkennziffern ....................... 50
4.1 Bodenmodelle............................. 50
4.1.1 Einflußparameter ....................... 51
4.1.2 Elastische und elasto-platische Bodenmodelle ....... 52
4.1.3 Deformationsverhalten - Bruchverhalten .......... 54
4.2 Linear äquivalente Bodenkennziffern................ 55
4.3 Deformationskennziffern ...................... 56
4.3.1 Sand............................... 59
4.3.2 Kies-Sand............................ 63
4.3.3 Tonige Böden.......................... 66
4.3.4 Fels ............................... 70
4.4 Festigkeitseigenschaften unter dynamischer Belastung...... 72
4.4.1 Übersicht ............................ 72
4.4.2 Das Phänomen Bodenverflüssigung ............. 73
4.4.3 Kohäsionslose Böden ..................... 78
4.4.4 Kohäsive Böden ........................ 82
4.5 Konzeption von Untersuchungsprogrammen ........... 83
4.6 Feldmethoden............................. 86
4.6.1 Reflexions-Seismik....................... 90
4.6.2 Refraktions-Seismik...................... 91
4.6.3 Schwinger auf der Bodenoberfläche (SASW-Methode) ... 93
4.6.4 Crosshole-Seismik....................... 94
4.6.5 Downhole- und Uphole-Seismik ............... 96
4.6.6 Seismische Tomographie ................... 98
4.6.7 Ausschwingversuche...................... 98
4.6.8 Wasserkanone (Beispiel für dyn. Plattenversuch)...... 99
4.6.9 Feldversuche zur Bestimmung des Verflüssigungspotentials 100
4.7 Laborversuche............................. 104
4.7.1 Resonant-Column-Versuch .................. 105
4.7.2 Ultraschaumessungen..................... 107
Inhaltsvereeichnis IX
4.7.3 Zyklischer Scherversuch.................... 107
4.7.4 Zyklischer Triaxialversuch................... 109
4.7.5 Zyklischer Torsionsversuch .................. 111
4.7.6 Laborversuche zur Bestimmung des
Verflüssigungspotentials.................... 113
4.8 Vergleich von Feld-und Labordaten.................118
5 Erschütterungen...............................121
5.1 Ausbreitung von Erschütterungen..................121
5.1.1 Erschütterungsausbreitung bei Verkehrsträgern ......123
5.1.2 Ausbreitung von Sprengerschütterungen ..........127
5.2 Beurteilung der Erschütterungen ..................129
5.2.1 Schäden an Bauwerken .................... 129
5.2.2 Belästigung des Menschen................... 134
5.2.3 Grenzwerte für Geräte..................... 141
5.3 Erschütterungsreduktion....................... 141
5.3.1 Bauliche Maßnahmen bei der Quelle.............141
5.3.2 Bauliche Maßnahmen auf dem Übertragungsweg......142
5.3.3 Maßnahmen beim Empfänger ................146
6 Maschinenfundamente...........................147
6.1 Generelle Gesichtspunkte beim Entwurf .............. 147
6.2 Modellbildung............................. 148
6.2.1 Modellbüdung für starre Fundamente ............ 149
6.3 Lösungsmethoden für Fundamente auf dem elastischen
Halbraum ............................... 151
6.3.1 Einmassenschwinger-Analogon................ 154
6.3.2 Lösungsmethode mit Impedanzfunktionen......... 156
6.3.3 Methoden zur Berechnung von Impedanzfunktionen ... 161
6.3.4 Dynamische Berechnung eines starren Fundamentes
mittels Impedanzfunktion...................162
6.3.5 Verfeinerte physikalische Modelle ..............165
6.4 Diagramme für die Berechnung von Maschinenfundamenten . . 167
6.4.1 Resonanzkurven für das Einmassenschwinger-Analogon . 167
6.4.2 Impedanzfunktionen ..................... 172
6.5 Fundamentschwingungen auf realem Boden............ 182
6.6 Kriterien beim Entwurf eines Maschinenfundamentes ...... 182
7 Geotechnisches Erdbebeningenieurwesen .................184
7.1 Erdbeben ...............................184
7.1.1 Wirkung von Erdbeben ....................184
7.1.2 Grundlagen und Begriffe ...................185
7.2 Erdbebenerschütterung am Bauwerksstandort...........192
7.2.1 Herd-und Wellenausbreitungseinflüsse...........193
7.2.2 Einfluß der Baugrundeigenschaften .............196
Inhaltsverzeichnis
7.3 Vorgehenskonzepte zur Ermittlung von Erdbebenbemessungs-
größen ................................. 207
7.3.1 Seismotektonisches Modell .................. 207
7.3.2 Deterministische Methoden: Konzept, Vor- und Nachteile 209
7.3.3 Probabilistische Methoden: Konzepte, Vor- und Nachteile 211
7.3.4 Ermittlung der Bemessungsgrößen amax, Antwortspektrum,
Dauer der Starkbebenphase.................. 214
7.4 Dynamische Boden-Bauwerk-Interaktion ............. 219
7.4.1 Wesen und Bedeutung der Boden-Bauwerk-Interaktion . . 219
7.4.2 Berechnungsmethoden .................... 221
7.4.3 Einfaches Modell für die Berechnung der Boden-
Bauwerk-Interaktion ...................... 223
7.5 Erdbebenbemessung von Fundationen und Stützkörpern..... 228
7.5.1 Grundsätze zur Standortwahl................. 228
7.5.2 Fundation............................ 229
7.5.3 Erdbebenbemessung von Stützwänden und Widerlagern
von Brücken .......................... 229
7.5.4 Einfluß des Wassers ...................... 232
7.5.5 Deformationsberechnungen ................. 233
7.6 Böschungsstabilität unter Erdbebenlasten ............. 233
7.6.1 Berechnung der bleibenden Deformationen infolge von
Trägheitskräften ........................ 234
7.7 Erdbebensicherheit von Erd-und Steinschüttdämmen ...... 239
7.7.1 Einleitung............................ 239
7.7.2 Erdbebenverletzlichkeit von Erd- und Steinschüttdämmen
und Maßnahmen zu deren Verringerung .......... 241
7.7.3 Erdbebenschäden bei Erd-und Steinschüttdämmen .... 242
7.7.4 Wahl der Berechnungsmethode................ 243
7.7.5 Untersuchung des Verflüssigungspotentials......... 244
7.7.6 Berechnung der bleibenden Deformationen infolge von
Trägheitskräften ........................ 245
7.8 Mikrozonierung............................ 246
7.8.1 Einführung........................... 246
7.8.2 Durch den Baugrund verursachte Versagensarten...... 247
Literaturverzeichnis.............................. 252
Sachverzeichnis ................................ 259
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