Bewehrung
Bewehrungen sind horizontale Elemente, die im Boden angebracht werden, um Böschungen mithilfe ihrer Zugfestigkeit zu sichern. Falls die Bewehrung die Gleitfläche schneidet, wird die Kraft der Bewehrung mit in die Kräftegleichgewichtsgleichung des gegebenen Blocks mit aufgenommen. Im gegenteiligen Fall wird die Böschungsstabilität nicht beeinflusst.
Der grundlegende Parameter der Bewehrung ist die Bewehrungs-Zugfestigkeit Rt.. Es wird ein Bemessungswert dieses Parameters benutzt - das heißt die Kraft der Bewehrung wird reduziert durch Koeffizienten, die die Einflüsse von Dauerhaftigkeit, Chemismus der Umgebung und Einbettung der Bewehrung berücksichtigen. Die Kraft die von der Bewehrung übertragen wird, kann niemals die zugeordnete Bewehrungs-Zugfestigkeit Rt. übersteigen.
Schema der Berechnung von Bewehrungen
Die zweite Charakteristik der Bewehrungen ist der Herausziehwiderstand Tp. Dieser Parameter bestimmt die Verankerungslänge, also die erforderliche Länge der Bewehrung im Boden, für welche die Bewehrung komplett unter Beanspruchung ist und den Wert Rt erreicht. Da realistische Werte des Herausziehwiderstands schwer zu ermitteln sind, bietet das Programm die Möglichkeiten für deren Berechnung, beziehungsweise für die Berechnung der Kraft F, die von der Bewehrung übertragen wird.
1) Berechnung der Bewehrungstragfähigkeit
Die Ausreißkraft F ist gegeben zu:
wo: | σ | - | Normalspannung aufgrund des Eigengewichts an der Schnittstelle von Bewehrung und Gleitfläche |
φ | - | Winkel der inneren Reibung des Bodens | |
C | - | Wechselwirkungskoeffizient (standardmäßig 0,8) | |
l | - | Länge des Bewehrungsüberstands hinter der Gleitfläche in Richtung der Erdkörper |
2) Eingabe der Verankerungslänge lk der Bewehrung
Es wird eine Verankerungslänge lk eingegeben, die wird durch die Scherkraft, die sich zwischen den Bewehrungen und dem Boden entwickelt und stetig von Null bis hin zu seinem Grenzwert ansteigt (gemessen an dem im Boden befestigten Bewehrungsende).
wo: | l | - | Länge des Bewehrungsüberstands hinter der Gleitfläche in Richtung der Erdkörper |
lk | - | Verankerungslänge der Bewehrung | |
Rt | - | Zugfestigkeit |
3) Eingabe des Herausziehwiderstands Tp
Die Ausreißkraft F ist gegeben zu:
wo: | l | - | Länge des Bewehrungsüberstands hinter der Gleitfläche in Richtung der Erdkörper |
Tp | - | Herausziehwiderstand des Geogitters aus Boden |
Die Kräfte in Bewehrungen, die auf Basis der Bewehrungsstärke bestimmt werden, können relativ hohe Werte erreichen. Wenn man diese Kräfte in die Berechnung einführt, ergibt sich ein höherer Stabilitätsgrad für die gegebene Gleitfläche. Im Falle von rigorosen Methoden (Spencer, Janbu, Morgenstern-Price), kann das Einführen solcher Kräfte in die Bewehrung zum Verlust der Konvergenz führen. Das passiert hauptsächlich in Fällen, in denen diese Kräfte so groß sind, dass es nicht möglich ist, ein Kräftegleichgewicht an den Blöcke zu erhalten während man die grundlegenden Annahmen der einzelnen Methoden einhält, z. B. die Annahme, dass das Moment am Ende der Gleitfläche null ist. In solchen Fällen werden die Kräfte in der Bewehrung so wenig wie möglich reduziert (höchster akzeptabler Wert), sodass die Berechnungsmethode konvergiert und man akzeptable Ergebnisse erhält. Die abgeminderten Werte werden dann als Teil der Ergebnisse der Stabilitätsanalyse ausgeschrieben. Falls sie jedoch nicht abgemindert wurden, sind diese Werte nicht in den Endergebnissen enthalten.