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2025-12-05T20:50:12Z

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'''Bodenmechanik''' ist die Lehre von den physikalischen Eigenschaften des [[Boden (Bodenkunde)|Bodens]] und seines Verhaltens als [[Baugrund]] (im Unterschied zum Fels: [[Felsmechanik]]). Sie untersucht die Bewegungen und Kräfte in [[Lockergestein]]en bzw. Erdstoffen, insbesondere die Vorgänge bei [[Bauwerk]]en im Boden ([[Grundbau]]) und aus Erde ([[Erdbau]]). Sie beschäftigt sich auch damit, wie die [[Kraft|Kräfte]] aus der [[Baustatik|Statik]] eines Bauwerkes in den [[Baugrund|Untergrund]] schadlos abgeleitet werden.

== Die Bodenmechanik als Ingenieurwissenschaft ==
Die Bodenmechanik hat sich als Übergangsbereich zwischen [[Geotechnik]], [[Kontinuumsmechanik]] und [[Bodenkunde]] entwickelt. Sie dient auch als theoretische Grundlage der [[Erdstatik]], einem Teilgebiet der [[Baustatik]]. Mit den Berechnungsmethoden der Erdstatik wird das Verhalten des Bodens vorhergesagt, um [[Fundament]]e entsprechend der Belastung durch aufstehende Bauwerke [[Bemessung (Ingenieurwesen)|bemessen]] zu können.

Dabei sind insbesondere [[Grundbruch|Grundbrüche]], die zum Kippen des Baukörpers führen, zu vermeiden. Für die unter der Erdoberfläche liegenden Teile des Baukörpers ist der Einfluss des [[Erddruck]]s zu ermitteln.
Auch bei Erdbauwerken wie etwa [[Böschung]]en oder natürlichen Hängen hilft die Bodenmechanik, die [[Standsicherheit]] zu überprüfen.

Ein wesentlicher Unterschied der Bodenmechanik zur [[Felsmechanik]] besteht darin, dass der Boden bei Standsicherheitsberechnungen als [[Kontinuum (Physik)|Kontinuum]] behandelt werden kann, der Fels jedoch aufgrund seiner Schicht- und Kluftstruktur häufig nur als Diskontinuum. Dieses erfordert verschiedene Ansätze.

== Teilgebiete ==
Ein wichtiges Teilgebiet der Bodenmechanik (als Teilbereich der [[Bodenkunde]]) ist die [[Bodenklassifizierung]], sowie die Erforschung der mechanischen Eigenschaften von Böden und die Entwicklung entsprechender Prüfmethoden, um die mechanischen Eigenschaften der Böden klassifizieren und wirklichkeitsnah modellieren zu können:
* In bodenmechanischen Laboren werden diese Eigenschaften mit [[Experiment|Versuchs]]<nowiki />geräten ermittelt. Dabei bestimmt man zum Beispiel: [[Dichte]], [[Korngröße]]nverteilung, [[Konsistenz (Boden)|Konsistenz]], Fließgrenze, Ausrollgrenze, Schrumpfgrenze, Porenanteil, Verdichtbarkeit, [[Proctordichte]], [[Wassergehalt]], Wasseraufnahme, Wasserdurchlässigkeit, [[Scherfestigkeit]], [[Kohäsion (Bodenmechanik)|Kohäsion]], [[Steifemodul]] usw.
* Ein Labor-Prüfgerät, mit dem die Scherfestigkeit von [[Bodenprobe]]n gemessen werden kann, ist zum Beispiel das [[Triaxialgerät]], ein anderes Gerät, das die [[Verformung|Verformbarkeit]] misst, ist das [[Ödometer]].
* Im Feld (auf der Baustelle) verwendet man andere Geräte, um Proben zu gewinnen oder um Kennwerte ''in situ'' (vor Ort) zu bestimmen: [[Stechzylinder]], [[Penetrometer (Boden)|Penetrometer]], [[Rammkernsondierung|Rammkern-]] oder [[Rammsondierung|Rammsonden]], Plattendruckgeräte für den [[Plattendruckversuch]] und andere.

Ein weiterer Bereich der Bodenmechanik ist die Entwicklung von [[Materialwissenschaft|materialwissenschaftlichen]] ''[[Stoffgesetz]]en'' zur Beschreibung des Verhaltens von Böden. Die einfachsten Stoffgesetze, mit denen das Verhalten von Böden beschrieben wird, sind das [[Hookesches Gesetz|Hookesche Gesetz]] (linear elastisches Verhalten) und die Bruchbedingung von [[Schergesetz#Mohr-Coulombsches Bruchkriterium|Mohr-Coulomb]] (starr plastisches Verhalten). Mit diesen kann das mechanische Verhalten von Böden jedoch nur grob angenähert werden, ihr Einsatz ist daher jeweils auf spezielle Fragestellungen beschränkt. Für eine realistischere Beschreibung des Materialverhaltens werden immer anspruchsvollere Stoffgesetze angewendet, wobei dies zu einem erhöhten Aufwand führt.

Ein ebenfalls wichtiger Aspekt bei der Beschreibung des mechanischen Verhaltens von Böden ist deren ''Mehrphasigkeit''. Boden besteht aus verschiedenen Phasen: dem [[Korngefüge]] (fest), in dessen Poren sich Wasser (flüssig) und Luft (gasförmig) befinden. Die Wechselwirkungen zwischen diesen drei Phasen zu beschreiben, ist eine Aufgabe der Bodenmechanik. Durch Wechselwirkungen bedingte bodenmechanische Phänomene sind hier z. B. der [[Statischer Auftrieb|statische Auftrieb]], die [[Kapillareffekt|Kapillarität]] sowie die Durchlässigkeit, die meistens mit dem [[Darcy-Gesetz]] beschrieben wird. Auf Grund einer Änderung der Phasenanteile kann der Boden seinen Zustand von fest über plastisch bis hin zum flüssigen Zustand (siehe [[Arthur Casagrande|Casagrande]]) ändern.

== Geschichte ==
Die erste mathematische Theorie über Bodenbewegungen und -kräfte legte [[Charles Augustin de Coulomb]] (1773) vor. Das erste umfassende Lehrbuch über Bodenmechanik verfasste [[Karl von Terzaghi]] (1925). Terzaghi gilt damit als Begründer der Bodenmechanik als eigenständige Wissenschaft.<ref>{{Literatur |Autor=[[Karl-Eugen Kurrer]] |Hrsg= |Titel=Geschichte der Erddrucktheorie |Sammelwerk=Geschichte der Baustatik. Auf der Suche nach dem Gleichgewicht |Band= |Nummer= |Auflage=2., stark erweiterte |Verlag=[[Ernst & Sohn]] |Ort=Berlin |Datum=2016 |ISBN=978-3-433-03134-6 |Seiten=274-379}}</ref>

== Literatur ==
* Gerd Möller: ''Geotechnik: Bodenmechanik.'' 3. Aufl., (= Bauingenieur-Praxis) Ernst & Sohn, Berlin 2016, ISBN 978-3-433-03155-1.
* Jens Engel, Carsten Lauer: ''Einführung in die Boden- und Felsmechanik.'' 3., überarb. Aufl., Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München 2022, ISBN 978-3-446-46941-9.
* Gerd Gudehus: ''Bodenmechanik'', In: Gerhard Mehlhorn (Hg.): ''Der Ingenieurbau: Grundwissen: Hydrotechnik, Geotechnik'', Ernst & Sohn, Berlin 1996, ISBN 3-433-01568-6.

== Weblinks ==
* [http://ibf.webarchiv.kit.edu/index.html ibf.webarchiv.kit.edu] (Bodenmechanik am Karlsruher Institut für Technologie)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4007385-3}}

[[Kategorie:Bodenmechanik| ]]
[[Kategorie:Baustatik]]

Bodenmechanik - Versionsgeschichte

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