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Was ist scheinbare Kohäsion?

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In der Geotechnik bezeichnet der Begriff der Kohäsion jenen Teil der Scherfestigkeit, der aus den Bindungskräften zwischen den Bodenpartikeln entsteht. Doch nicht jede Kohäsion ist dauerhaft oder verlässlich. Hier kommt die scheinbare Kohäsion oder Kapillarkohäsion ins Spiel.

Scheinbare Kohäsion ist ein temporärer Effekt, bei dem Böden eine gewisse Festigkeit zeigen, obwohl sie keine echten Bindungskräfte zwischen den Körnern aufweisen. Besonders in trockenen oder teilweise feuchten, nichtbindigen Böden wie Sanden, aber auch in bindigen Böden wie Tonen, kann es vorkommen, dass diese kurzzeitig stabil stehen bleiben, obwohl sie eigentlich keine natürliche Kohäsion besitzen.

Die scheinbare Kohäsion ist nicht dauerhaft, sie hängt direkt von äußeren Bedingungen wie Wassergehalt, Temperatur und Zeit ab. Die scheinbare Kohäsion tritt nur in feuchten, nicht wassergesättigten Böden auf.

Ein frisch ausgehobener Graben in einem trockenen Sandboden kann vorübergehend nahezu senkrechte Wände aufweisen. Gleiches gilt für die Sandburg am Strand. Das liegt daran, dass die feinen Kapillarkräfte im leicht feuchten Boden wie ein “Kleber” wirken. Sobald Wasser eindringt, etwa durch Regen oder steigendes Grundwasser, verliert der Sand seine scheinbare Festigkeit und kann sehr schnell einstürzen. Gleiches gilt für die Austrocknung.

Die Haftkräfte entstehen im Wesentlichen nur durch die Oberflächenspannung des Wassers, die zwischen den nichtbindigen Körnern eine Anziehungskraft erzeugt. „Scheinbar“ bedeutet so viel wie „vorübergehend“.

In der Baugruben- und Böschungssicherung kann die Annahme scheinbarer Kohäsion zu Fehleinschätzungen und gefährlichen Situationen führen. Was im Trockenzustand stabil erscheint, kann bei Wetterumschwung oder Belastungsänderung plötzlich versagen.

Daher ist es wichtig, bei der Planung von Erdarbeiten und geotechnischen Sicherungen nicht auf die scheinbare Kohäsion zu vertrauen, insbesondere bei Böden wie Sanden oder trockenen, bindigen Böden mit Krustenbildung.

Die Wirkungsdauer der scheinbaren Kohäsion ist stark vom Bodentyp und den Umweltbedingungen abhängig. In trockenen Sanden kann sie nur wenige Stunden bis Tage anhalten, bei lehmigen Krusten einige Tage bis Wochen, bei gefrorenen Böden so lange, wie die Temperaturen unter null Grad bleiben.

Mit zunehmender Feuchtigkeit, Erschütterung oder Witterungseinfluss nimmt die scheinbare Kohäsion rasch ab.

Scheinbare Kohäsion ist ein kurzfristiges Phänomen, das zwar in der Natur häufig vorkommt, in der Geotechnik jedoch – zumeist – nicht als dauerhafte Festigkeit berechnet werden kann. Eine fundierte Bodenanalyse und konservative Planung sind unerlässlich, um Stabilität und Sicherheit bei Bauprojekten zu gewährleisten.

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