Grundfachklausur. Geotechnik. im SS am

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Grundfachklausur. Geotechnik. im SS am"

Waltraud Bösch
vor 5 Jahren
Abrufe

Fachbereich Bauingenieurwesen und Geodäsie Institut und Versuchsanstalt für Geotechnik Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Petersenstraße 13 6487 Darstadt Tel.

1 Fachbereich Bauingenieurwesen und Geodäsie Institut und Versuchsanstalt für Geotechnik Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Petersenstraße Darstadt Tel Fax Grundfachklausur Geotechnik i SS 011 a Nae, Vornae: Matrikelnuer:

2 Grundfachklausur Geotechnik a. Juli 011 Nae, Vornae: Matrikelnr.: Aufgabe 1 (ax. Punkte) Die in der Anlage dargestellte Baugrube wird i Schutze eines wasserdichten Verbaus erstellt. a) Stellen Sie für die dargestellten Grundwasserverhältnisse den Ströungsvorgang in die Baugrube anhand eines Potentialnetzes dar. Beschriften Sie die von Ihnen gewählten Randbedingungen. b) Eritteln Sie Größe und Richtung der wirksaen Wichte des anstehenden Bodens in den Punkten A und B (s. Anlage). c) Welchen Einfluss hat ein Anstieg des Grundwasserstands außerhalb der Baugrube auf die Standsicherheit der Verbauwände? Nennen Sie die durch den Grundwasseranstieg beeinflussten, relevanten Paraeter und begründen Sie Ihre Antwort.

3 Grundfachklausur Geotechnik a. Juli 011 Nae, Vornae: Matrikelnr.: GOF ± 0,0 GOF ± 0,0 G, s GW -,5 ( ) GW -,5 ( ) - 3,0 Charakteristische Bodenkennwerte Kies, sandig (G, s): = 19,0 /³ r = 0,0 /³ = 35,0 c = 0,0 /² k = /s A - 6,0 GW - 6,5 ( ) S, u Sand, schluffig (S, u): = 19,0 /³ r = 1,0 /³ = 7,5 c = 5,0 /² k = /s B - 10,0 Schluff, tonig (U, t): = 18,5 /³ r = 0,0 /³ = 5,0 c = 10,0 /² k = /s U, t Anlage zu Aufgabe 1

4 Grundfachklausur Geotechnik a. Juli 011 Nae, Vornae: Matrikelnr.: Aufgabe (ax. 18 Punkte) An de in der Anlagen dargestellten Bohrpfahl it de Durchesser D = 1,0 wurde eine Probebelastung durchgeführt. Bei Erreichen der Grenzlast wurden folgende Größen erittelt: - aufgebrachte Kraft V 1 = Pfahlkopfsetzung s = 3,1 - Dehnung des Pfahls in der Dehnungsessebene (- 5,0 ) = 8, Kraft a Pfahlfuß V b = 945 a) Eritteln Sie den Verlauf der Noralkraft und der Mantelreibung über die Länge des Pfahls und stellen Sie diese grafisch dar. b) Welchen Anteil an der o.g. Pfahlkopfsetzung hat die elastische Stauchung des Pfahls? c) Welchen Durchesser üsste ein Pfahl gleicher Länge besitzen, u eine ständige charakteristische Einwirkung von V = 4.00 abtragen zu können? Hinweis: Der E-Modul des Pfahls beträgt MN/².

5 Grundfachklausur Geotechnik a. Juli 011 Nae, Vornae: Matrikelnr.: V 1 GOF ± 0,0 S, g Dehnungsessebene + - 5,0-1,0 T Kraftessdose 1,0 Charakteristische Bodenkennwerte Sand, kiesig (S, g): Ton (T): = 19,0 /³ = 19,0 /³ r /³ r /³ = 3,5 = 0 c = 0,0 /² c = 0,0 /² - 0,0 Anlage zu Aufgabe

6 Grundfachklausur Geotechnik a. Juli 011 Nae, Vornae: Matrikelnr.: Aufgabe 3 (ax. 0 Punkte) Weisen Sie die Grundbruchsicherheit für das unten dargestellte Einzelfundaent nach. 3,5 Schnitt A-A,0 1,0 0,5 V = 800 k U GOK ± 0,0-0,5 1,0 H = 100 k GW -,5 ( ) S, u -6,0 U Grundriss A V k H k 1,5 1,0 3,5 A 1,5,0 3,5 1,0 0,5 Charakteristische Bodenkennwerte Schluff: = 18,0 /³ r = 19,0 /³ = 0 c = 15,0 /² Sand, schluffig: = 19,0 /³ r = 0,0 /³ = 3,0 c = 5,0 /²

7 Grundfachklausur Geotechnik a. Juli 011 Nae, Vornae: Matrikelnr.: Aufgabe 4 (ax. 15 Punkte) In einer Hanglage soll eine Stützauer errichtet werden. I gesaten Bereich der Bauaßnahe steht stark schluffiger Sand an. Eritteln Sie grafisch den aktiven und passiven Erddruck nach Größe und Richtung unter Berücksichtigung der angegebenen Auflast. Charakteristische Bodenkennwerte Sand, stark schluffig: = 0 /³ = 0 c = 10 /² a = ⅟ p = -⅟ 1, /² = 10 =

8 Grundfachklausur Geotechnik a. Juli 011 Nae, Vornae: Matrikelnr.: Aufgabe 5 (ax. 15 Punkte) Auf einer ebenen, horizontalen Geländeoberfläche soll eine großflächige Erddeponie it den Abessungen a = 300 und b = 100 aufgeschüttet werden. a) Eritteln Sie die Verteilung der vertikalen Noralspannungen z über die Tiefe i Mittelpunkt und i Eckpunkt der Aufstandsfläche der Erddeponie. b) Wie groß sind die Setzungen des Baugrundes i Mittelpunkt der Aufstandsfläche der Erddeponie? 0-5 GW 100 p = 00 /² GOF Charakteristische Bodenkennwerte Sand/Kies: Sand/Kies E = 80 MN/² s = 19 /³ = 10 /³ = 80 MN/² E s Ton: -80 = 19,5 /³ = 11 /³ E s = 50 MN/² Ton E = 50 MN/² s -185 Fels E s = 8

9 Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Direktor des Institutes und der Versuchsanstalt für Geotechnik der TU Darstadt Aufgabe 1 a) Grundfachklausur Geotechnik i SS 011 a Lösungsvorschlag Aufgabe: 1 Bearb.: Wa a: Seite 1/

10 Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Direktor des Institutes und der Versuchsanstalt für Geotechnik der TU Darstadt Aufgabe 1 b) Punkt A f s 0 γ 10 3 Punkt B f s i γ w Δh γw Δl 7, ,6 3 c) Durch einen Grundwasseranstieg beeinflusste Paraeter: Erhöhung des resultierenden Wasserdrucks auf die Verbauwand Erhöhung des Potentialunterschieds H zwischen Innen- und Außenwasserstand Erhöhung der nach unten gerichtete Ströungskraft außerhalb der Baugrube Erhöhung der wirksaen Wichte γ außerhalb der Baugrube Erhöhung des aktiven Erddrucks auf die Verbauwand Erhöhung der nach oben gerichteten Ströungskraft innerhalb der Baugrube Reduktion der wirksaen Wichte γ innerhalb der Baugrube Reduktion des Erdwiderstands Reduktion der Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch Ein Grundwasseranstieg außerhalb der Baugrube bewirkt eine Reduktion der Standsicherheit! Grundfachklausur Geotechnik i SS 011 a Lösungsvorschlag Aufgabe: 1 Bearb.: Wa a: Seite /

11 Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Direktor des Institutes und der Versuchsanstalt für Geotechnik der TU Darstadt Aufgabe a) σ E ε N (-5) E ε A N σ A MN , ,3 5 π 0,5 A Mantel π d 3,1416 (S,g) (T) 1774,7 113,0 5A 978,6 44,5 7 A b) l = 1 s el 1 0 N 1 dz E A E A 1 MN , MN N dz π (0,5) ,3 185, s s el 1,06 10, ,6% Grundfachklausur Geotechnik i SS 011 a Lösungsvorschlag Aufgabe: Bearb.: Wa a: Seite 1/

12 Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Direktor des Institutes und der Versuchsanstalt für Geotechnik der TU Darstadt 945 c) qb 103, π (0,5 ) qs,(s,g) 113,0 q s,(t) 44, , π r 113 π r 5 44,5 π r 7 r 3780,0 r 5507,r r 1,457 1,457 r 1, , , r 1 0,55 r,01 1,111 D 1,1 Grundfachklausur Geotechnik i SS 011 a Lösungsvorschlag Aufgabe: Bearb.: Wa a: Seite /

13 Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Direktor des Institutes und der Versuchsanstalt für Geotechnik der TU Darstadt Aufgabe 3 V ges 800 1,0 3,5² 5 ' 45 56,5 ³ 1.106,5 a a 45 33,5 a' 3,5 M 800 0, ,0 b' b e e 0, 45 V 1106,85 b' 3,5 0,45,6 r b' 1 cos,6 1 cos56,5 0 a tan 3,36 tan ' 6 r1 (30) r0 e,36 e,95 tan 3 tan ' 3 r (60) r0 e,36 e 3,68 tan 3 tan ' r3 (90) r0 e,36 e 4,60 ' A ges A w A ow,5 7,7 1 4,6 1,9 1 3,68 1,5 1,95 1, 1 1,9,6 1 1² 1 (31,0,41,5 1,4 1,4 1,7 0,6 1,4 1,1 1, 0,3 0,6 0,45) 7,7² 1² - 7,7² 13,3² Grundfachklausur Geotechnik i SS 011 a Lösungsvorschlag Aufgabe: 3 Bearb.: Wg a: Seite 1/

14 Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Direktor des Institutes und der Versuchsanstalt für Geotechnik der TU Darstadt γ 19 ³ 13,3² 7,7² 10 1² ³ N tan ²(45 ' tan ' d,0 ) e 8,66 N 0 N b,0 (Nd, 1) tan( ') 3,5 Nd,0 1 tan ' c,0 18,05 15,7 3,5,6,6 3,5 cos ²(90) 1 3,5 1,6,6 3,5 3 sin ²(90) 1,57 1,57 Lastneigung: i (1 tan ) i (1 tan 5,17) 0, 78 b E b E 100 arctan 5, ,5 i d (1 tan E ) 1,57 0,86 i c id Nd,0 1,0 Nd,0 1,0 1,57 0,84,6,6 For: Rechteck b 1 0,3 0, 78 d 1 sin 3 1, 9 3,5 3,5 c d Nd,0 1 1,33 N 1 d,0 1,0 1, 0 d 18,5 ³ Rn, d 3,5,6 (3,50,780,78,6 15,7 ³ 18,050,841,335 ) ² R 369,4 n, d 8,660,861,91,0 18,5 ³ Nachweis erfüllt! Nd R d 1.106,45 1, , ,4 1,4.335,3 Grundfachklausur Geotechnik i SS 011 a Lösungsvorschlag Aufgabe: 3 Bearb.: Wg a: Seite /

Ähnliche Dokumente

B.Sc.-Modulprüfung Geotechnik II

B.Sc.-Modulprüfung Geotechnik II Fachbereich Bau- und Uweltingenieurwissenschaften Institut und Versuchsanstalt für Geotechnik Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach Franziska-Braun-Straße 7 6487 Darstadt Tel. +49 65 6 80 Fax +49 65 6 83 E-Mail: