Kohäsion (Bodenmechanik)
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Die Kohäsion (auch Haftfestigkeit oder Scherfestigkeit) in der Bodenmechanik sind die zusammenhaltenden Kräfte in bindigen Böden, d.h. bei Böden, die sehr kleine Körner enthalten, wie z.B. Ton und Schluff. Die Kohäsion sorgt für den inneren Zusammenhalt der einzelnen Teilchen des Bodens untereinander.
Die Kohäsion hat meist das Zeichen "c" und die physikalische Einheit einer Spannung; sie ist eine Schubspannung.
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[Bearbeiten] Schergerade
Die Kohäsion eines Bodens kann im Labor im Scherversuch mit Versuchsgeräten festgestellt werden. Die Bodenprobe wird (z.B. im Dreiaxialgerät oder Triaxialgerät) vertikal und horizontal bis zum Bruch belastet. Dabei ermittelt man mit Hilfe der Mohr'schen Spannungskreise die Parameter der Schergeraden des zweidimensionalen Spannungszustandes. Im Spannungsdiagramm wird die Vertikalspannung auf der horizontalen x-Achse aufgetragen und die Schubspannung auf der vertikalen y-Achse. Die Schergerade ist gekennzeichnet durch ihre Steigung (das ist der Reibungswinkel) und durch den Abstand, in dem sie die vertikale Achse schneidet. Dieser Abstand ist die Kohäsion.
[Bearbeiten] Coulomb'sche Bruchbedingung
Ein Boden, der sich in einem Spannungszustand unterhalb der Schergeraden befindet, hält der Belastung stand. Oberhalb der Schergeraden versagt er. Je höher die Kohäsion und/oder der Reibungswinkel, desto höher ist die Belastbarkeit.
[Bearbeiten] Gleitsicherheitsnachweis
Die Kohäsion wird zusammen mit dem Reibungswinkel (Winkel der inneren Reibung) gebraucht, um den Widerstand eines Bauwerkes gegen horizontales Verschieben zu berechnen (z.B. bei Fundamenten, (Winkel)stützmauern, Talsperren). Diesen Nachweis nennt man Gleitsicherheitsnachweis oder auch Scherfestigkeitsnachweis.
[Bearbeiten] Böschungen
Kohäsion und Reibungswinkel sind dafür verantwortlich, in welchem Winkel eine Böschung aus Bodenmaterial angelegt werden kann, ohne zusammenzubrechen.
Auch beim Nachweis einer Böschung gegen Böschungsbruch ist die Kohäsion neben dem Reibungswinkel und der Wichte des Bodens ein wichtiger Parameter.
[Bearbeiten] Scheinbare Kohäsion
Feuchter Sand hat eine scheinbare Kohäsion. Er wird durch Kapillarkräfte zwischen den Sandkörnern zusammengehalten. Sobald die Sandkörner oberflächentrocken sind, besitzt der Sand keine kohäsiven Eigenschaften mehr, sondern wird nur noch durch Reibungskräfte zusammengehalten. Er kann dadurch keine so steile Böschung mehr bilden.
