Erddruck

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Erddruck: Der aktive Erddruck ist durch den oberen Pfeil nach innen angedeutet, der passive Erddruck durch den unteren Pfeil nach außen

Erddruck ist ein Begriff derGeotechnik und insbesondere für dieGründung (dasFundament) vonBauwerken und beiBaugruben von Bedeutung.

Hinsichtlich der Größe des Erddruckes unterscheidet man zwei Extremfälle:

  • Deraktive Erddruck ist der kleinsteDruck, den einBoden vorgegebener Eigenschaften auf ein Bauwerk (z. B. eineStützmauer oder eineGabionenwand) vorgegebener Geometrie ausüben kann. Dieses Minimum wird nur erreicht, wenn das Bauwerk dem Druck in gewissen Grenzen nachgeben kann. Anderenfalls sind die Belastungen höher, man spricht dann vomerhöhten aktiven Erddruck, der aber noch unter dem Erdruhedruck liegt (s. u.).
  • Derpassive Erddruck oderErdwiderstand ist der größte Erddruck, mit dem ein Boden eine Bauwerkswand stützen kann. Er tritt z. B. auf als Erdwiderstand im Boden vor dem Fuß einer im BodeneingespanntenSpundwand und wirkt im Gegensatz zum aktiven Erddruck der Bewegungsrichtung entgegen. Dieses Maximum tritt im Allgemeinen erst bei einer Bewegung des Bauwerkes im Zentimeter- bzw. Dezimeterbereich auf.
  • Zwischen diesen beiden Werten liegt derErdruhedruck, der u. a. für starre und unverschiebliche Bauwerke gilt, die von beiden Seiten verfüllt werden.

Bei sonst gleichen Bedingungen ist der passive Erddruck wesentlich größer als der aktive.

Die Bezeichnungen aktiver und passiver Erddruck führte der österreichische BauingenieurGeorg Rebhann (1824–1892) in die deutsche Sprache ein.[1]

Aktiver und passiver Erddruck hängen u. a. von folgenden Parametern ab:

StehtGrundwasser an, so ist derWasserdruck gesondert zu behandeln und für Böden im Grundwasser dieWichte unterAuftrieb zu verwenden.

Die Komponenten des Erddruckes in horizontaler bzw. vertikaler Richtung werden alshorizontaler bzw.vertikaler Erddruck bezeichnet.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

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In Frankreich befasste sich zuerstVauban nach rationalen Methoden mit der Erddrucklehre für seineFestungs-Stützmauern (nachJean Kerisel), seineDenkschrift dazu (Profil général de Vauban pour les murs de soutènement), die er seinen Ingenieuren 1667 schickte, ist aber nicht erhalten.

VonPierre Bullet stammt 1691 der erste Versuch einer Erddrucktheorie. Er nahm damals an, dass die horizontale Kraft aus Erddruck auf eine Mauer so groß sei wie das Gewicht eines reibungsfrei gelagerten Erdkeiles, der unter einem Winkel von 45° hinter der Mauer ansteht und gegen die Wand drückt. Die gleiche Theorie vertratBernard de Bélidor in seinem Buch von 1729La science des ingénieurs.

Pierre Couplet des Tortreaux entwickelte 1729/1730 eineStarrkörper-Theorie desGewölbes und bestimmte den Erddruck auf Gewölbe und Mauern. Seine Theorie galt bis zur Erddrucktheorie von Coulomb.

Coulomb stellte 1776 eine verbesserte Erddrucktheorie auf. In ihr wird einExtremwertproblem derDifferentialrechnung betrachtet, das vomKräftegleichgewicht an einem abrutschenden Erdkeil hinter einer Bauwerkswand ausgeht.

Im 19. Jahrhundert wurden verschiedene graphische Verfahren entwickelt, z. B. vonJean-Victor Poncelet,Karl Culmann,Georg Rebhann,Christian Otto Mohr undFriedrich Engesser. In England entwickelteRankine 1857 eine Erddrucktheorie. Weitere Verbesserungen brachten in DeutschlandHeinrich Müller-Breslau undHans Detlef Krey an; die Erddrucktabellen von Krey wurden ab Anfang des 20. Jahrhunderts viel genutzt. In Frankreich gabenAlbert Caquot undJean Kerisel in den 1940er Jahren Erddrucktafeln heraus, die auf nicht ebenen Gleitflächen aufbauten und auch auf passiven Erddruck anwendbar waren.[2]

Siehe auch

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Literatur

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Weblinks

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Wiktionary: Erddruck – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

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  1. Georg Rebhann:Theorie des Erddruckes und der Futtermauern, mit besonderer Rücksicht auf das Bauwesen. Carl Gerold’s Sohn, Wien 1871,S. 16–17. 
  2. Karl-Eugen Kurrer:Geschichte der Erddrucktheorie. In:Geschichte der Baustatik. Auf der Suche nach dem Gleichgewicht. 2., stark erweiterte Auflage. Ernst & Sohn, Berlin 2016,ISBN 978-3-433-03134-6,S. 274–379. 
Normdaten (Sachbegriff):GND:4152654-5(lobid,OGND,AKS)
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