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XEBO - Sicherheitsnachweise für Böschungen: Böschungsbruchnachweis
Das Programm XEBO ermöglicht die Berechnung der Sicherheit bzw. dem Ausnutzungsgrad von Böschungen:
- DIN 4084:1981, globales Sicherheitskonzept
- DIN 1054:2005, Anhang F, Teilsicherheitskonzept
- DIN V ENV:1997 EC7, Teilsicherheitskonzept
Beim globalen Sicherheitskonzept wird die Sicherheit gamma berechnet, während beim Teilsicherheitskonzept der Ausnutzungsgrad mue maßgebend ist.
Wenn in der nachfolgenden Beschreibung nicht extra erwähnt, gilt für das Teilsicherheitskonzept gamma = 1 / mue.
Das Programm XEBO ermöglicht die Berechnung der Sicherheit von Böschungen, die aus kreisförmigen, logarithmisch spiralförmigen oder polygonalen Gleitlinien bestehen.
Das Programm liefert für den End- und Anfangszustand folgende Ergebnisse:
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Böschungssicherheiten η über Momenten- bzw. Kräftevergleiche
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Lamellenschub- und Scherkräfte
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Erdwiderstand, Wasserdruck, Wasserüberdruck, Porenwasserdruck
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Netz von Gleitkreismittelpunkten und Linien gleicher Sicherheit
Vollständige Programmdokumentation
Die Bodenschichtenwerden in Form beliebiger offener polygonaler Linienzüge als
obere Schichtbegrenzungen mit ihren jeweiligen Kenngrößen wie Wichte, Wichte
unter Auftrieb, Reibungswinkel drainiert und Kohäsion drainiert erfaßt und
dargestellt.
Wenn auch Berechnungen für den Anfangszustand erfolgen sollen, so müssen je
nach Berechnungsart entweder die undrainierten Scherwerte oder bei
Berücksichtigung des Porenwasserüberdruckes der Neulastanteil und der
Konsolidierungsverzug jeweils in [%] jeder Schicht angegeben werden.
Die Wasser- und Sickerlinie und wird in Form eines beliebigen offenen
polygonalen Linienzuges als obere Begrenzung erfaßt und dargestellt.
Als Einbauten gelten sowohl Dichtungen als auch Stützbauwerke, die in Form
beliebiger geschlossener polygonaler Linienzüge mit ihren jeweiligen Kenngrößen
wie Wichte, Wichte unter Auftrieb, evtl. Reibungswinkel drainiert und Kohäsion
drainiert erfaßt und dargestellt werden.
Zuganker werden sowohl mit ihrer Ankerzugkraft als auch mit ihrer
Ankerscherkraft berücksichtigt. Trägerpfähle werden bezüglich ihrer
Reaktionskräfte, die sie beim Durchpflügen des Bodens erzeugen, berücksichtigt.
Als Einwirkungen sind hier äußere Einzel- und Streckeneinwirkungen gemeint, die
auf der Geländeoberfläche angeordnet sind.
Die veränderlichen Einwirkungen werden im Abstand Radius * φ vom
Gleitkreismittelpunkt nicht in Rechnung, gestellt außer bei φu = 0.
Wenn auf der Bruchseite der Böschung die Gleitlinie steiler wird, als es dem
Gleitflächenwinkel für den Erwiderstand entspricht, so werden ab hier statt der
Lamellenkräfte der Erdwiderstand als stützend angesetzt.
Wasserdrucklasten werden je nach Berechnungswunsch vereinfacht oder genauer
ermittelt:
- Bei vereinfachter Wasserdruckberechnung wird falls vorhanden Wasserüberdruck
als treibende Kraft angesetzt.
- Bei genauerer Berechnung werden Porenwasserdruck auf die Gleitlinie,
horizontaler Wasserdruck sowie vertikale Wasserlast berücksichtigt.
Der Porenwasserdruck wird, wenn vorhanden, aus dem Potentialnetz berechnet.
Dabei sind wie die Beispiele zeigen, oft wenige grob erfaßte Potentiallinien
ausreichend.
Artesischer Wasserdruck läßt sich ebenfalls über Potentiallinien einbeziehen,
wie das DIN-Beispiel 2 zeigt.
Bei fehlendem Potentialnetz wird der Porenwasserdruck angenähert aus der
Ortshöhe der Sickerlinien über der Gleitlinie ermittelt.
Porenwasserüberdruck tritt nur im Anfangszustand auf und wird je nach gewählter
Berechnungsart wie folgt berücksichtigt:
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durch die Verwendung undrainierter Scherwerte φu und Cu.
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durch Schätzwerte für den neu und schnell aufgebrachten Lastanteil sowie für
den Konsolidierungsfortschritt.
Die Berechnungen erfolgen nach den Lamellenverfahren von Bishop bzw. Janbu.
Die Berechnung kann nach dem vereinfachten Wasserdruckansatz nach DIN 4084,
Pkt. 6 ca erfolgen.
Die Berechnung kann auch den Porenwassderdruckansatz aus dem Strömungsbild oder
vereinfacht aus der Sickerlinie nach DIN 4084, Pkt 6 cb berücksichtigen.
Die Sicherheit für kreisförmige Gleitlinien wird nach Bishop ermittelt, wobei
sich die vorhandene Böschungssicherheit aus dem Verhältnis der stützenden zu
den treibenden Momenten ergibt.
Die Sicherheit für vorgegebene polygonalen Gleitlinien wird nach Janbu
ermittelt, wobei sich die vorhandene Böschungssicherheit aus dem Verhältnis der
stützenden zu den treibenden Kräften ergibt.
Das Suchen des maßgebenden Gleitkreises erfolgt über ein bis mehrere Suchstufen
in einem Netz, das von Suchstufe zu Suchstufe verkleinert und damit
engmaschiger wird.
Böschungsbruch bei Wikipedia
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