Erddruckkeil
Bei einer berücksichtigen Konstruktion mit einem Winkelvorsprung (Fundamentplatte der Winkelstützmauer, Modifizierung zur Reduzierung der Erddrücke), ist es bei der Berechnung der Erddrücke möglich, Erddrücke zu berechnen, die entweder auf der realen Rückseite der Konstruktion mit dem eingegebenen Reibungswinkel δ oder auf einer alternativen Rückseite der Konstruktion wirken. Die alternative Rückseite der Verbaukonstruktion ersetzt die echte gebrochene durch eine Gleitebene, die vom oberen Punkt der Rückseite der Wand zum äußeren oberen Punkt des Vorsprungs verläuft und einen Erddruckkeil bildet - siehe Abbildung. In der Regel wird entlang dieser Scherfläche ein vollständig mobilisierter Reibungswinkel δ = φ angenommen. In allen Programmen, in denen der Erdkeil erzeugt werden kann, kann der Reibungswinkel des Bodens im Fenster "Phaseneinstellung" reduziert werden. Das Gewicht des Erdkeils, der unter diesem alternativen Rücken erzeugt wird, trägt weiter zur Belastung des Bauwerks bei. Das Gewicht des Erdkeils, der unter diesem alternativen Rücken entsteht, trägt weiter zur Belastung der Konstruktion bei. Um die alternative Rückseite der Konstruktion in die Berechnung einzubeziehen, ist es notwendig, im Programm GEO5 "Erddrücke" die Option "Erstellung des Erddruckkeils" zu wählen. In anderen Programmen wird der Erdkeil automatisch erstellt.
Berechnung mit und ohne Erddruckkeil
Bestimmung des Erddruckkeils im Falle von aktivem Erddruck
Die Gleitebene des Erddruckkeils ist gegenüber der horizontalen Linie um den Winkel υa geneigt, der durch die Formel gegeben ist:
wo: | φ | - | Winkel der inneren Reibung des Bodens |
β | - | Böschungsneigung | |
δ | - | ||
γ | - | Wichte des Bodens | |
α | - | Rückseitige Neigung der Konstruktion | |
h | - | Höhe des Erddruckkeils |
Die Form des Erddruckkeils in geschichtetem Untergrund ist so bestimmt, dass für einzelne Bodenschichten über dem Mauerfundament das Programm den Winkel υa berechnet, der dann laut der Abb. zur Bestimmung des Winkels υas dient. Als nächstes bestimmt das Programm einen Schnittpunkt der Linie, die unter dem Winkel υas vom oberen rechten Punkt des Fundamentblocks mit der nächsten Ebene gezeichnet ist. Der Vorgang fährt fort, indem eine andere Linie gezeichnet wird, die von der vorher bestimmten Kreuzung ausgeht und um den Winkel υas geneigt ist. Der Vorgang wird beendet, wenn die Linie das Gelände bzw. die Wandfläche schneidet. Die Keilform wird weiterhin in Form eines Dreiecks (Kreuzung mit Wand) oder eines Rechtecks (Kreuzung mit dem Gelände) angenommen.