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2.1 Aufbau der Erde, geologische Grundlagen

1. Was bedeutet”Geoid“? Wie groß ist der mittlere Radius der Erde und wie groß ist die mittlere Dichte der Erdkruste an der Oberfläche? 1.Das Geoid ist eine Bezugsfläche im Schwerefeld der Erde zur Vermessung und Beschreibung der Erdfigur Erdradius: 6378,26 km / Mittlere Dichte:2,8

2. Erläutern Sie den Begriff geothermische Tiefenstufe. Welche technische Nutzung ist damit verbunden? 2. Die geothermische Tiefenstufe ist die Tiefe in der sich die Erdkruste um 1 Grad Celsius erwärmt. Eine solche Erwärmung erfolgt ca. alle 33 m. Nutzen: Nutzen der Erdwärme / Berechnung der Temperatur an bestimmten Punkten im Erdinneren.

3. Skizzieren Sie den grundlegenden Aufbau der Erde und erläutern Sie die wichtigsten Zusammenhänge. 3.Je größer die Tiefe, desto höher sind Temperatur und Druck

4. Auf welche Weise wurden die Erkenntnisse zum Aufbau der Erde gewonnen? Erläutern Sie dies. 4.Aus geophysikalischen Untersuchungsverfahren, z.B. der Auswertung von Erdbeben, elektrische Leitfähigkeit oder Erdanziehung.

5. Was ist das ”stratigrafische Prinzip“? Erläutern Sie die Bedeutung dieses Prinzips für die Beurteilung des Untergrunds.

5. Höhere Gesteinsschicht ist jünger als die darunterliegende. Man kann dadurch das relative Alter des Untergrundes feststellen, da alle Schichten bestimmte Eigenschaften besitzen.

6. Erläutern Sie Verfahren zur Bestimmung des relativen und des absoluten Alters des Untergrunds. 6.Relativ: Statigraphisches Prinzip Schichtenfolgen in verschiedenen Aufschlüssen lassen sich altersmäßig miteinander ergleichen Verwendung von verschiedenen Zeitmarken: petrologische Gegebenheiten: Aschenlagen großer Vulkanausbrüche, Leitfossilien Absolut: Beim Biologischen Verfahren zur Altersbestimmung kann die jahreszeitliche Abfolge der Ablagerungsprozesse ähnlich wie die Jahresringe von Bäumen genutzt werden (Auszählung der Jahresringe) Mit geologischem Verfahren, durch Bändertonkalender des Pleistozäns (Auszählung der Warven) Physikal. Verfahren: Isotropenmethode (radioaktiver Zerfall)

7. Welche Informationen lassen sich aus der Einordnung einer Schicht in einen geologischen Zeitraum ableiten? 7. Ereignisse wie Vulkanausbrüche, Eiszeiten, Gebirgsbildung und Informationen über Lebewesen die in diesen Zeiträumen auf der Erde lebten.

8. Welche Auswirkungen hat die eiszeitliche Ausdehnung des Inlandeises auf die bautechnischen Eigenschaften des Untergrunds? 8. Eiszeit --> glaziale Serie (Sander, Urstromtal, End- Grundmoräne) hat Auswirkungen auf den Untergrund. Eiszeitliche Sedimente sind Lockergesteine wie Kiese, Sande, Geschiebemergel und Geschiebelehme.

9. Erläutern Sie die Begriffe ¨äolisch, fluviatil, glazial, marin und biogen. 9.Äolisch: Transport des Lockergesteins durch den Wind Fluviatil: Flussablagerungen Glazial: Gletscherablagerungen Marin: Ablagerungen aus dem Meer Biogen: entstehen durch die Ablagerungen abgestorbener Tierreste (z.B. Muschelkalk), oder anderer org. Amterialien (z.B. Kohle)

10. Welche bautechnischen Eigenschaften weisen quartäre Schichten auf? Erläutern Sie dies.

10.Pleistozän: Kiese, Sande (guter Baugrund) Geschiebemergel und -lehm(vorbelastet, neigen zu Frosthebungen) Löß und Lößlehm (wasserempfindlich, Sackungen) Holozän: Auelehm (setzungs- und frostempfindlich)

11. Welches Phänomen ist die Grundlage für die Nutzung der Erdwärme? Erläutern Sie die geologischen Zusammenhange. 11.Hohe Temperatur im Erdkern (von Erdkruste aus alle 33 m tiefer ein Grad wärmer) Sorry Leute wir finden keine Geologen. Zusammenhänge

2.2 Grundlagen der Hydrogeologie

1. In welchen Formen kann Wasser im Untergrund auftreten? Erläutern Sie diese 1. Sickerwasser: Wasser bewegt sich durch die Schwerkraft im Untergrund abwärts. Haftwasser: (Adhäsionswasser) wird entgegen der Schwerkraft an den Bodenteilchen gehalten Adsorbtionswasser: Wasserfilm an den Bodenteilchen mit höherer Dichte und Feststoffeigenschaften durch Molekularkräfte adsorbiert Kapillarwasser: wird durch Minisken an den Berührungspunkten der Bodenteilchen gehalten Grundwasser: füllt die Hohlräume zusammenhängend aus und bewegt sich durch die Schwerkraft

2. Erklären Sie die Begriffe, Grundwasser, gespanntes Grundwasser und artesisch gespanntes Grundwasser.

gespanntes Grundwasser: bei gespanntem Grundwasser liegt die Grundwasserdruckfläche über der Grundwasseroberfläche

Artesisch gespanntes Grundwasser: bei artesisch gespanntem Grundwasser liegt die Grundwasserdruckfläche über der Erdoberfläche Grundwasser: Grundwasseroberfläche ist gleich der Grundwasserdruckfläche, kein drückendes Wasser

3. Was sind Grundwasserleiter und was Grundwasserstauer ? •

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Grundwasserleiter: geologische Schichteinheit, in der sich Wasser aufgrund Hohlräumen unter Einfluss der Schwerkraft bewegen kann Grundwassernichtleiter: geologische Schichteinheit in der sich Wasser nicht auf und ab bewegen kann

4. Welche Informationen lassen sich aus dem Auftreten von Quellen gewinnen? Erläutern Sie unterschiedliche Formen von Quellen. (Frage 8 und 9 mit enthalten) •

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Informationen aus Quellen: Wasserbewegung, geologische Struktur, phy. Chem. Eigenschaften, Schüttung (Wassermenge pro Zeit) Formen der Quellen: Absteigende Quellen: Schichtquelle-Grenze Grundwasserleiter-Grundwassernichtleiter Schuttquellen- nicht direkt sichtbar, am Fuss von Bergsturzmassen unter gut durchlässigem Geröll Überlaufquellen-Grundwasserstauer als Mulde oder Trog, Grundwasserleiter darüber, führt nur Wasser nach Einstau der Mulde, Stauquellen) Aufsteigende Quellen: artesische Quellen-Grundwasser wird durch hydrostatischen Druck über Geländeoberfläche gehoben

andere Formen: Hungerquelle-Grundwassernichtleiter mit zur Fließrichtung abgewandtem Gefälle, nur Wasserführend nach großer Versickerungsmenge Spaltenquelle-in klüftigen Festgestein am Ausbiss wassergefüllter Kluftspalten oder Schichtfugensystemen

5. Welche Arten von Grundwasserleitern kennen Sie? Nach welchen Merkmalen werden diese unterschieden? Arten von Grundwasserleitern: •

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Primäre Hohlräume: durch Einschlüsse bei Entstehung chem. Und biogener Einflüsse, durch Gasaustausch aus Magma bei Eruption, ist Porenanteil verfestigter und unverfestigter Sedimente Sekundäre Hohlräume: durch Organismen und Kristallisationssprengung, durch Auflösung wasserlöslicher Minerale und chem. Verwitterung einzelner Gesteine, in Klüften, Spalten, Schichtflächen, Zerrüttungs- und Bruchzonen

6. In welchen Fällen (Baugrundschichtung, geologischer Schichtaufbau) muss mit artesisch gespanntem Grundwasser gerechnet werden? Nennen Sie Beispiele und skizzieren Sie diese Situationen! artesisch gespanntem Grundwasser

In Tälern, wenn eine Grundwasserundurchlässige Schicht durch die Krümmung das Grundwasser herunterdrückt

7. Erläutern Sie die Begriffe gesättigte und ungesättigte Bodenzone! •

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gesättigte Bodenzone: Bereich im Erdstoff wo alle Poren mit Wasser gefüllt sind und sich in einem Bohrloch ein Wasserspiegel ausbildet, der Lage der Grundwasseroberfläche zeigt ungesättigte Bodenzone: Bodenbereich in dem nur teilweise Sättigung der Poren mit Wasser ist, in dem kein Grundwasser mit Wassersättigung auftritt

8. Welche Arten von Quellen kennen Sie? Erläutern Sie diese. siehe frage 4

9. Welche Rückschlüsse lassen sich aus dem Auftreten von Quellen ziehen? siehe frage 4

10. Welche Wirkungen kann Wasser im Baugrund ausüben? - Aufweichen des Bodens -> Festigkeits- und Tragfähigkeitsverlust -Lösen von Schadstoffen im Boden -> Angriff auf Konstruktion - kann zum absenken des Bodens führen -> Beschädigung an Bauwerken

11. Was ist Auftrieb und wo spielt er eine Rolle? - Kraft infolge Wasserdrucks senkrecht von unten nach oben auf ein Bauwerk - spielt bei in den Boden eingelassen Bauwerken eine Rolle - je größer das Volumen/die Fläche desto größer der Auftrieb

2.3 Minerale und Gesteine 1. Skizzieren Sie den Kreislauf der Gesteine und erläutern Sie diesen

2. Wodurch unterscheiden sich die Minerale? Nennen sie die Gruppen und erläutern Sie Möglichkeiten zur Erkennung der Mineralarten. - natürlich vorkommende Festkörper mit einer definierten chemischen Zusammensetzung und - bis auf wenige Ausnahmen - einer bestimmten physikalischen Kristallstruktur - Feldspat, Quarz, Glimmer,.. - Unterschiede erkennbar durch Betrachten (visuelle Unterschiede), Reaktion auf Säuren, verhalten bei mechanischen Einwirkungen etc. 3. Nach welcher Systematik werden die Mineralien eingeteilt? Nennen Sie die neun Klassen! - werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung eingeteilt: - chemische Elemente - Oxide und Hydroxide - Sulfide - Halogenide - Carbonate - Borate und Nitrate - Sulfate - Phosphate - Silikate

2.3.4 Nennen Sie die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale bzw. Mineralgruppen! Nennen Sie die jeweiligen Charakteristischen Erkennungsmerkmale. Quarz: - Farbe : farblos , weiß , grau -

fettiger Glantz , muscheliger Bruch

Feldspat: - sehr brüchig, an Bruchstellen gut Spaltbar Glimmer: - Schichtsilikat , sehr gute Spaltbarkeit parallel zu den Schichten - Aufbau: TO 4 -Tetraedern und GO 6 -Oktaedern Amphibole und Pyroxene: - Amphibole (z.B. Hornblende) Unterscheidung nach Spaltbarkeit, meist sechseckige Kristalle im Querschnitt und stumpfer Spaltwinkel, Bändersilikate

- Pyroxene ( z.B. Angit) meist achteckige Kristalle im Querschnitt, ca. 90° Spaltwinkel, Kettensilikat Tonminerale: - Schichtsilikat, überwiegend feinstkörnig (Korngröße < 2 µm) Calcit: - Mineral der Karbonatgruppe -

hohe Doppelbrechung löslich in Wasser

2.3.5 Nennen Sie die Gesteinsgruppen mit ihren Untergruppen. Geben Sie kurze Hinweise zur Entstehung und nennen Sie einige Beispiele für jede Untergruppe.

Magmatische Gesteine:

Vulkanite(Ergussgesteine): - austretende Magma erstarrt - wenn in Fördergängen dann Ganggestein - schnelle Abkühlung(nahe Erdoberfläche) = dichtes bis glasiges Gestein

feinkristallines,

Bsp: Bims, Basalt, Diabas

Plutonite: -gleichmäßige, langsame Abkühlung = richtungslos körniges-kristallines Gestein Bsp: Diorit, Biotit

Subvulkanite: - entstehen unterhalb der Oberfläche in Tiefe von einigen hundert Metern , langsame Erstarrung = gutes Kristallwachstum, häufig fein bis mittelkörnig Sedimentgesteine: kastische Sedimente: - durch Akkumulation und Verfestigung von Gesteins- und Mineralbruchstücken biogene Sedimente: -Ansammlung organogener Bestandteile Muschelschalen, Skelettfragmente) chemische Sedimente: - Ausfällung chemischer Substanzen(zb. Salze), bei Verdunstung von Meerwasser Metamorphite: - durch Temperatur- und Druckerhöhung Umwandlung von Sediment- oder Ergussgestein Bsp: Quarzit, Marmor

2.3.6 Was bestimmt die Größe der Minerale in magmatischen Gesteinen? Wie wird dies für die Identifikation der Gesteinsart genutzt? -

die Abkühlungsgeschwindigkeit beeinflusst die Größe und Form bei schneller Abkühlung fein-kristallines Gefüge bei langsamer Abkühlung fein- bis mittelkörnig

2.3.7 Welche Eigenschaften der Sedimentgesteine lassen sich für ihre Untescheidung (Klassifizierung) nutzen? .

- Unterscheidung erfolgt auf Grundlage der Hauptbestandteile nach der Korngröße -

nach dem Bildungssystem nach dem Entstehungsprozess

2.3.8 Erläutern Sie den Begriff Metamorphose! - durch Temperatur- und Druckerhöhung Umwandlung von Sediment- od Ergussgestein, Gesteine rekristallisieren, Porenraum wird verringert und Wasser abgegeben, Neubildung von Mineralen bei 150-200°C, Gesteinsmetamorphose bei 200-1050°C

9. Nennen und skizzieren Sie drei typische Gefügemerkmale magmatischer Gesteine.

10. Nennen Sie Merkmale die zur Grobeinteilung von Gesteinshandstücken herangezogen werden können.

-

DIN EN ISO 14689-1 Einteilungskriterien: o Gefüge (richtungslos, geschiefert, geschichtet) o Körnung (grob-/gleichkörnig, gein-/ungleichkörnig, mit Bruchstücken, Fossilienreste) o Spaltbarkeit o Kristallausbildung

11. Beschreiben Sie die Entstehung chemischer Sedimente! Nennen Sie charakteristische Eigenschaften.

-

Umwandlung der Minerale in andere Mineralarten bzw. Herauslösen von chemischen Komponenten (z.B. Feldspat  Tonmineral) in Lösung gegangene Stoffe lagern sich als chemisches Sediment ab

-

nach Verfestigung  Sedimentgestein

12. Wodurch unterscheiden sich Tiefengesteine, Ganggesteine und Ergussgesteine? Nennen Sie die Fachbegriffe für diese Gesteine.

-

Ergussgesteine (Vulkanite): o rasche Erstarrung des Magma an der Erdoberfläche (Basalt, Diabas, Porphyrit) o feinkristallin o dichtes, glasiges Gestein o Fließ-/Fluidalstruktur

-

Tiefengesteine (Plutonite): o langsame Erstarrung des Magma innerhalb der Erdkruste (Granit, Diorit, Gabbro) o richtungslos körnig-kristallin, richtungslos gleichkörnig

-

Ganggesteine (Subvulkanite) o langsamer Erstarrung des Magma in Spalten innerhalb der Erdkruste, die aber auch bis an die Oberfläche reichen können o viel Zeit für Kristallwachstum o porphyrisch bzw. fein- bis mittelkörnig

13. Was sind klastische Sedimente?

-

Lockergesteine, die aufgrund ihrer Korngröße unterteilt werden in Steine, Kiese, Sande, Schluffe und Tone (weitere Unterteilung in Brekzien (eckige Bestandteile) und Konglomerate (runde, weit transportierte Bestandteile) entstehen durch Akkumulation und Verfestigung von Gesteins- und Mineralbruchstücken z.B. Ton, Sand, vulkanischer Staub (klast. Sedimentgestein: Tonschiefer, Sandstein, Tuff)

14. Skizzieren Sie eine porphyrische Struktur, eine Paralleltextur und ein Konglomeratgefüge! Nennen Sie die dazugehörigen typischen Gesteinsgruppen! Prophyrische Struktur

Typische Gesteinsgruppe :- Magmatische Gesteine

Paralleltextur Typische Gesteinsgruppe: - Metamorphe Gesteine

Konglomeratgefüge

Typische Gesteinsgruppe: -Klastische Sedimentgesteine

15. Welche Sedimentarten kennen Sie? Nennen Sie Beispiele. Bezeichnungen

Sediment

Sedimentgestein

Klastische Sedimentgesteine

Ton

Tonschiefer

Sand

Sandstein

Vulkanischer Staub

Tuf

Chemische Sedimentgesteine

-

Kalkstein, Gips, Kreide, Steinsalz, Kalisalz, Dolomit

Biogene Sedimentgesteine

Planzliche Substanz

Torf, Braunkohle, Steinkohle

Tiereische Substanz

Erdöl, Erdgas Riffkalke, Schillkalke

16. Was sind Umwandlungsgesteine und auf welche Weise können diese entstehen? Metamorphe Gesteine (Umwandlungsgesteine)

durch Temperatur- und Druckerhöhungen entstehen. Es kommt zur Um- oder auch Neubildung von Mineralen in den Gesteinen. Dabei können sich kristalline Schiefer, Kontaktgestein oder Mischgesteine bilden.

17. Welche physikalischen Eigenschaften können zur Grobbestimmung von Mineralien herangezogen werden?

-Farbe -Glanz -Strich oder Strichfarbe -Härte -Bruchverhalten und Spaltbarkeit -Dichte -Kornform, Kristallform, Kristallsystem

18. Welche magmatischen Gesteinsarten kennen Sie? Nennen und erläutern Sie typische Gefügemerkmale! Treffen Sie eine Einteilung hinsichtlich des Entstehungsorts! Plutonite (Tiefengesteine)

Vulkanite (Ergussgesteine)

Subvulkanite (Ganggesteine)

typische Gefügemerkmale

ausschließlich auskristallisierten Mineralen Porphyrisches Gefüge

sehr feinkörnig , sogar glasig Porphyrisches Gefüge

Entstehungsort

innerhalb der Erdkruste

die bei der Erstarrung von Lava durch Vulkanismus an der Erdoberfläche

große, gut ausgebildete Kristalle in einer feinkörnigen Grundmasse Porphyrisches Gefüge Verbindung zu Vulkanen der Erdoberfläche und zu Plutonen der Tiefe

19. Zeigen Sie den Unterschied zwischen Brekzien- und Konglomeratgefüge auf (Skizze)! Brekzien:

= Sedimentgestein aus eckigen Gefügebestandteilen (links)

Konglomerat: = Sedimentgestein aus groben, gerundeten Stücken (rechts)

20. Was ist unter dem Begriff Mineral zu verstehen? - ist ein homogener, natürlich entstandener Festkörper der festen Erdrinde - hat definierte chemischen Zusammensetzung - hat physikalische Kristallstruktur, gebildet durch geologische Prozesse

21.Welche Gruppe der Sedimentgesteine kennen Sie? Erläutern Sie kurz deren Entstehung! klastische S. :

Material stammt aus mechanischer Zerstörung anderer Gesteine

chem. S.:

entstehen durch die Fällung gelöster Stoffe aus übersättigten Lösungen

biogene S.:

- entstehen durch Aktivitäten lebender Organismen/ Reste toter Organismen - Ausscheidung mineralischer Substanzen, die sich zu mächtigen Sedimentpaketen anhäufen

22. Nach welchen Gesichtspunkten werden die klastischen Sedimente klassifiziert? - anhand des Korngrößenspektrums und des Materiales (+ Bindemittel) aus dem sie bestehen

Minerale und Gesteine – Frage 23 Welche Gesteinsmerkmale können zur Grobeinteilung von magmatischen Handstücken herangezogen werden? - massiges Gestein - keine Schichtungen oder Schieferung

- gleichkörnig oder mit Einsprenglingen in der Grundmasse - grobes Korn → Plutonit ; feines Korn → Vulkanit oder Subvulkanit

Minerale und Gesteine – Frage 24 Was ist „Metamorphose“? Nennen und skizzieren Sie drei typische Gefügemerkmale metamorpher Gesteine. - Metamorphose = mineralogischer Umwandlungsprozess von Gesteinen infolge physikalischer und chemischer Bedingungen durch veränderte Druck- und Temperaturbedingungen

- Gefügemerkmale:

2.4 Felsklassifikation

Felsklassifikation – Frage 1 Wie werden Gesteine bautechnisch beschrieben?

- geologischer Festkörper statistisch gleichartiger Zusammensetzung - Vereinigung aus verschiedenen Mineralien Felsklassifikation – Frage 2 Erläutern Sie den Unterschied zwischen Gestein und Gebirge (Fels). - Gebirge = besteht aus Gesteinsschichten mit dazwischen liegenden Trennflächen - Fels = annähernd homogene Schicht eines Gesteins, begrenzt durch Kluftflächen → Gebirge besteht aus mehreren Gesteinen → Fels = eine Gesteinsart 3. Welche Merkmale werden zur Charakterisierung des Gesteins erfasst? • • • • • • •

Druckfestigkeit Geologische Struktur (geschichtet, geschiefert oder massig ) Korngröße Mineralogische Zusammensetzung der Gesteinsmatrix (kohlenhaltig, karbonatisch usw.) Farbe (Ton, Helligkeit) Kalkgehalt (kalkfrei oder kalkhaltig) Veränderlichkeit (unter dem Einfluss von Wasser oder der Atmosphäre)

4. Erklären Sie die Begriffe Kluftfläche und Schnittfläche

Schichtflächen = Dicke der Felskörper, die durch nahezu parallel zur Schichtung verlaufende Trennflächen (Kluftflächen) begrenzt sind. Kluftflächen = feine Trennflächen im Gebirge, die keinen Scherversatz haben • • •

Nahezu senkrecht zu den Schichtflächen oder stark geneigt sehr weit bis außerordentlich eng stehend Fels (eine annähernd homogene Schicht eines Gesteins) ist durch Kluftflächen begrenzt.

5. Was wird mit dem RQD-Wert erfasst? Erläutern Sie die Bedeutung dieses Parameters. RQD-Wert = Bohrkernindex = die Summe der Längen aller Kernstücke größer 10 cm bezogen auf die Länge des betrachteten Abschnitts der Bohrung. Bedeutung: Klassifizierung des Fels  Einteilung nach der Gebirgsqualität Der RQD-Wert oder RQD-Zahl ist ein Wert, um Bohrproben (Bohrkerne) eines Felsgesteins zu klassifizieren. Mit Hilfe des RQD-Wertes kann man mit Erfahrungsformeln auf die Druckfestigkeit des Gebirges (Gebirgsfestigkeit) schließen. Klassifikationstabelle RQD <25%

Felsqualität sehr schlecht

25-50% schlecht 50-75% annehmbar 75-90% gut 90-100% sehr gut

6. Klassifizierungsverfahren für Fels. Die grundlegenden Gesichtspunkte, die den Verfahren zugrunde liegen. 1. Gebirgsklassifizierung mit dem Q – System (Quality-System):  Beruht auf den Erfahrungen im Tunnelbau  Eingangsgrößen: RQDGebirgsqualität; ; Anzahl der Kluftsysteme; Kluftveränderungszahl; Kluftrauigkeitszahl usw.  Ermöglicht Rüchschlüsse über die Struktur und die Qualität des Gebirges. 2. Gebirgsklassifizierung GSI (Geological Strength Index):  Basiert auf der Struktur und der Trennflächenbeschaffenheit von Fels  Abschätzung der Eigenschaften des Gesteins durch Ermittlung des Verformungsmoduls E und der Gebirgsdruckfestigkeit 7. Was ist Verwitterung? Erläutern Sie den Begriff an Beispielen.

Physikalische Verwitterung: z.B. Frostverwitterung (wiederholtes wachsen und schmelzen von Eiskristallen in den Poren), Salzverwitterung (wachsen von Salzkristallen in den Poren== Salzsprengung), Thermische Verwitterung

Chemische Verwitterung: z.B: Kohlensäureverwitterung (Karbonatgesteine(Marmor,Kalkstein) anfällig gegen Kohlensäure aus Regen und Bodenwasser. Calcit wir gelöst und zerfällt in Calcium und Hydrogencarbonat)

Biotische Verwitterung: z.B. Wurzelsprengung

8. Erklären Sie die Begriffe Streichwinkel und Fallwinkel (Skizze) A:Wir nehmen eine Geneigte Ebene (schräge Steinfläche)

Der Winkel zwischen der Fläche und der Horizontalebene ist der Fallwinkel. Streichen: Schnittlinie der geologischen Fläche mit der Fläche der Horizontalebene

Streichwinkel: Winkel der Schnittlinie mit der Nordrichtung der Horizontalebene. Blau: Horizontalebene Rot: geologische Fläche A (jenes, welches neben N steht): Streichwinkel A(jenes, welches links unter O steht):Fallwinkel (Aus Zeichnung 1 besser ersichtlich)

2.5 Baugrunderkennung 1. Welche Informationen sind der Geologischen Karte und den dazugehörigen Erläuterungen zu entnehmen? A: Karte: Höhenlinien,Verkehrs- und Gewässernetz, oberste Schicht, markante Aufschlüsse, häufig sind auf dem unteren Kartenrand Profile dargestellt Erläuterungen: typische Bodenprofile, geologische Besonderheiten oder agrartechnische und baustoffkundliche Informationen (Siehe Buch Seite 72) 2. Geben Sie eine Übersicht über die wichtigsten direkten und indirekten Baugrunderkundungsmaßnahmen! A: Direkt: Bohrungen, Schürfungen, Rammkernsondierung Indirekt: Rammsondierung, Drucksondierung, Flügelscherversuch (Flügelsondierung), Isotopensondierung, Seitendrucksondierung 3. Unter welchen Umständen liegt die Geotechnische Kategorie 3 vor? Welche Anforderungen ergeben sich an die Baugrunderkundung? - bei nicht herkömmlichen Kostruktionen (Hohlraumbauten, weitgespannte Brücken) - bei besonders schwierigen Baugrundverhältnissen ( rutschgefährdete Böden, regellose Schichten, gespanntes Grundwasser) - bei Bauwerken mit hohem Sicherheitsaufwand - Bauwerke mit großer Verformungsempfindlichkeit - ungewöhnliche Lastfälle - Gebiete mit hoher Erdbeben Wahrscheinlichkeit Anforderungen: - Erfordert vertiefte geotechnische Kenntnisse und Erfahrungen - Nachweis der Sicherheit ist mit Zahlen erforderlich 4. Welche Gesichtspunkte sind bei einer Ortsbegehung im Vorfeld der Baugrunderkundung zu beachten? Nennen Sie Beispiele! - Prinzip: Das Baugrundrisiko liegt beim Bauherrn, der Bauingenieur muss das Risiko minimieren - Beachten bei Baugrundbegehung: - Baugrundschichten - Grundwasserverhalten - Bodeneigenschaften - Topographie - Benachbarte Gebäude - Mögliche Informationsquellen: - geologische Karten - Bohrpunktkarten

- Unterlagen aus dem Umfeld der Baumaßnahme 5. Nennen Sie drei Methoden zur indirekten Baugrunderkundung! Geben Sie die dazugehörigen Messgrößen an! 1) Rammsondierung, leicht, mittelschwer, schwer - Messgr.: N 10 oder N 20 – Anzahl der Schläge N 10 für die letzten 10cm Eindringen 2) Drucksondierung - Messgr.: Spitzenwiderstand q c in MN/m2, Mantelreibung f s in MN/m2 3) Bohrlochrammsondierung - Messgr.: N 30 – Anzahl der Schläge N 30 für die letzten 30cm 6. Was sind Hoch- und Rechtswerte? - werden als GAUSS-KRÜGER-KOORDINATENSYSTEM zusammengefasst - bilden ein kartesisches Koordinatensystem - Hoch- und Rechtswerte beschreiben ein kleines Gebiet auf der Erde mit metrischen Koordinaten x-Achse = Rechtswert y-Achse = Hochwert - Anwendung der Hoch- und Rechtswerte in geologischen Karten 7. Nach welchen grundsätzlichen Gesichtspunkten sollte die Lage von Ansatzpunkten für direkte und indirekte Baugrundaufschlüsse festgelegt werden? 8. Erläutern Sie das Ziel der Baugrunduntersuchung! - vor Beginn einer Baumaßnahme ist der Boden durch Baugrunduntersuchung zu prüfen, um seine Eignung festzustellen 9. Was sind die Hauptschwierigkeiten bei der Planung von Bauprojekten bezüglich der Baugrundproblematik? Zu den beiden Aufgaben kann ich keine Informationen finden......Wer weiß da was? 10. Erläutern Sie den Begriff Baugrundrisiko! - Baugrundrisiko = unvorhersehbare Baugrundwirkungen bzw. Erschwernisse - Bauherr = Baugrundrisiko trägt stets der Bauherr - Bauingenieur = Sachkundevertreter um Risiken zu minimieren & Baugrund bestmöglichst zu beschreiben durch Untersuchungen vor Ort und im Labor 11. Welche Vorinformationen sind bei der Vorbereitung eines Bauvorhabens zu berücksichtigen? - Sichtungen bzw. Bewertung vorhandener Unterlagen - Baugrundschichtungen - Grundwasserverhältnisse - Bodeneigenschaften

12. Welche Informationen können Sie den geologischen Karten entnehmen? - Bodenprofile, geologische Besonderheiten, agrartechnische und baustoffkundliche Informationen - am Kartenrand oft Profile (Schnitte) 13. Welche geologischen Schichten werden auf den geologischen Karten dargestellt? - oberste Schichten, meist bis zum Felsuntergrund, sowie markante Aufschlüsse oder sonstige geologische Merkmale 14. Nach welchem Prinzip wird das Alter der geologischen Schichten in geologischen Karten verdeutlicht? - durch unterschiedliche Farben und Signaturen, je jünger desto heller der Farbton 15. Was ist eine Karte des präquartären Untergrundes? - stellt den Untergrund bei abgedeckten quartären Schichtfolgen dar 16. Welche Kriterien werden bei der Festlegung der geologischen Kategorie berücksichtigt?

17. Wovon sind Abstand und Tiefe der Erkundung abhängig? Basiert auf Vorinformation, Lastannahmen und Bauwerksabmessungen. Anordnung & Abstand so zu wählen, dass ausreichend Informationen gewonnen werden 18. Wie wird die Lage eines Untersuchungsgebiets bzw. eines Aufschlusspunkts zahlenmäßig beschrieben? Erläutern Sie dies. Gradnetz der Erde, in rechtwinklige Längen- und Breitengrade eingeteilt Kennzeichnung der Lage erfolgt durch Winkelangaben in Grad, die man in die Länge umrechnen kann. 19. Erläutern Sie die Begriffe indirekte und direkte Baugrunderkundung! indirekte: Sondierungen (z.B. Rammsondierungen), man braucht jedoch mindestens Angaben zur Schichtung. Direkte: Bohrverfahren und Erkundungen von Stollen. Besichtigung des Untergrundes und Entahme von Proben möglich 20. Welche Gesichtspunkte sind bei einer Ortsbegehung im Vorfeld der Baugrunderkundung zu beachten? Nennen Sie Beispiele! Worauf weisen die Beobachtungen hin? Zustand Nachbarbebauung – Hinweise auf Verformbarkeit des Baugrundes natürliche Böschungen – keine großen Sicherheitsreserven Wasserstand Bnnengewässer – evt. Hinweise auf Grundwasserlage 21. Beschreiben Sie die Durchführung der Baugrunderkundung mit Hilfe der Drucksonde! Welche Messgrößen werden erfasst! Konisch geformte Sonde wird mit 15-25 mm/s in Baugrund eingedrückt, man misst dabei den Spitzendruck und die Mantelreibung 22.)

Indirekte Baugrunderkundung

–

Sondierung: Raumsondierung, Standort Penetrations Test, Drucksondierung, Flügelsondierung, Presiometer, Dlat-Dialometer 23.) Direkte Baugrunderkundung – Probegewinnung: mit durchgehender Gewinnung gekernter Proben, nicht gekernte Proben, unvolständige Proben, Sondierbohrungen, mit beweglicher oder fester Kernumhüllung, Kleinbohrungen – Schürfe / Stollen: Begutachtung vorhandener Schürfgraben, Stollen, Gänge Bagger- oder Handschürfe archäologische Grabungen 24.) Analyse des Baugrunds: Topographie, Schichtenaufbau, Bodenkennwerte, Grundwasser, Benachbarte Gebäude Bauwerks: Zulässige Setzeung,Wasserdichtigkeit, Gründungsart, Bauablauf, Bauzustände, Belastungen 25.) ---

2.6 Bestimmung von Kennwerten 1.)

Bodenproben werden durch ihre Eignung für Laborversuche in 5 Güteklassen eingeteilt. Bodenproben der Güterklasse 1 sind weitergehend ungestörte Proben. Güterklasse 5 beschreibt völlig gestörte Bodenproben.

2. ERLÄUTERN Sie den Unterschied zwischen Entnahmekategorien und Güteklasse. - Güteklasse enthält die Eigenschaften(Beschaffenheit und Zusammensetzung) vom Boden in 5 Güteklassen wobei 5 die niedrigste ist Entnahmekategorie hat bestimmte Probenqualität zu erreichen von A(gute Bodenstruktur erkennbar)-C(völlig verändert/ Verschiebungen/ Vermischung von Schichten) 3. Was verstehen sie unter Benennung und Beschreibung von Böden? - welche Art Boden und seine Bestandteile( Ton, Schluff, Sand, Kies) Worin besteht der Unterschied zur Klassifizierung? - Bodenarten zusammengefügt zu Bodengruppen(ähnliche Eigenschaften) -geregelt in DIN 18196 Grundlage für Berechnung 4. Erläutern sie das Vorgehen bei der Klassifizierung bindiger Böden. Welche Kennwerte sind erforderlich und wie werden diese bestimmt? -Abschätzung durch einfache Handversuche (Knetversuch, Schneideversuch, Reibeversuch, Schüttelversuch, Trockenfestigkeit, Zerfall unter Wasser) -Bindige Böden werden nach ihren plastischen Eigenschaften klassifiziert (Konsistenzgrenzen Fließgrenze wl und Ausrollgrenze wp, Plastizitätszahl Ip = wl – wp) 5. Welche Untersuchungen sind als Grundlage für die Klassifizierung von Böden erforderlich? Erläutern sie die Verfahren! - nach DIN EN ISO 14688-1 6. Für die Ausschreibung und Abrechnung von Bauleistungen wird Boden und Fels nach bestimmten Kriterien unterteilt. Erläutern sie Anwendungsgebiete für diese Unterteilung. 7. Erläutern sie drei Verfahren zur Bestimmung des Wassergehaltes von Böden. -Ofentrocknung(Probe wiegen, langsame Trocknung bei konst. 105°C) -Schnelltrocknung(mit Hilfe von Infrarotstrahlung, Elektroplatte, Gasbrenner, Mikrowellenherd, Temp. nicht bekannt) -ohne Trocknung(Tauchwägung, Großpyknometer, Calciumcarbitverfahren und Luftpyknometerverfahren) 8. Was ist ein Densitometer und wofür wird es benutzt?

-ein Gerät zur direkten Dichtebestimmung für bindige und nichtbindige Böden(Abbildung 5.3 Seite 89) 9. Welche Verfahren zur Bestimmung der Dichte von Böden gibt es und wann werden diese eingesetzt? -Ausmessen( -Tauchwägung - Ersatzverfahren - Sondierungen

10. Was versteht man unter dem Begriff Phasenzusammensetzung? -Man bezeichnet die Kennwerte zur Beschreibung der Masse bzw. Volumenanteile auch als Kennwerte der Phasenzusammensetzung 11. Welche Kennwerte werden bestimmt, um die Phasenzusammensetzung von Böden zu beschreiben? - es sind 3 Anteile zu Unterscheiden deshalb benötigt man 3 unabhängige Größen( Wassergehalt w, Dichte p, Korndichte ps)

12. Erläutern Sie die Begriffe Konsistenz und Lagerungsdichte? Konsistenz: Zusammenhang zwischen Wassergehalt und Scherfestigkeit Lagerungsdichte: Die Lagerungsdichte bindiger und nicht bindiger Böden gibt an, wie stark verdichtet ein Boden ist und wie groß sein Porengehalt ist. 13. Welche Kenngrößen werden zur zahlenmäßigen Beschreibung der Konsistenz benutzt? Erläutern Sie die Verfahren zu deren experimenteller Bestimmung. IC, wL,wP,w 14. Welche Verfahren werden zur Bestimmung der Korngrößenverteilung von Böden benutzt? Erläutern Sie die Anwendungsgrenzen. Siebung: Trockensiebung bei grobkörnigen Böden, Nasssiebung bei Feinkornanteilbis ca. 15% Sedimentation: Aräometermethode bei Feinkörnigen Böden Siebung und Sedimentation: Kombinierte Sieb- und Sedimentationsanalyse bei gemischtkörnigen Böden 15. Wie wird die Verdichtung von Böden kontrolliert? Erläutern Sie das grundsätzliche Vorgehen, die Kennwerte und den Versuch zu deren Bestimmung? Proctorversuch: - stoßartige Verdichtung des Bodens mittels Fallmasse - Material wird Schichtenweise eintgebaut - danach wird Dichte und Wassergehalt gemessen - muss mit verschiedenen Wassergehalten durchgeführt werden - Kennwerte: maximale Trockendichte pPr Proctor-Wassergehalt wPr Versdichtungsgrad DPr

16. Was versteht man unter dem Prinzip der wirksamen Spannungen? Wirkt auf den Boden eine äußere Belastung, muss diese anteilig von allen 3 Phasen gasförmig, flüssig und fest übertragen werden 17. Was ist der Konsolidationsbeiwert und wofür wird er benötigt? a 18. Mit welchem Verfahren wird die Zusammendrückbarkeit von Böden untersucht? Erläutern Sie den Versuch und die Kennwerte. Ödometerversuch: Buch Seite 138 -Belastung der probe vertikal und an der seilichen Ausdehnung durch einen Ring verhindert -Ring kann schwebend oder fest gelagert sein -bei schwebenden gelagerten Ring wird dies allein durch die Verspannung der Probe in seine Lage fixiert, so das es zu keinen Vertikalspannungen über den Ring abgetragen werden -starrer Ring: die abgetragene Ringoberfläche bezogen auf das Ergebnis gering zu halten benutz man Ringe mit großen Durchmesser-Höhe Verhältnis -seitliches Ausweichen nicht möglich= Probe kann nicht unbegrenzt zusammengedrückt werden -daraus erhält man die Arbeitslinie die sich einen Grenzwert der Setzung annähert Kennwerte: Anfangsporenzahl, Anfangshöhe, Korndichte, Einbauwassergehalt, Last bezogen auf die Fläche

19. Erläutern Sie mindestens 3 Verfahren zur Bestimmung der Scherfestigkeit von Böden. Dirketversuch: Bestimmung der wirksamen Scherparameter ist möglich. Wird unterscheiden in Translations und Rotationsscherversuch Einaxialer Versuch: Sonderfall des Triaxialversuches mit (roh)r Triaxialversuch: Bestimmung der wirksamen und undrainierten Schwerfestigkeit Buch S. 124 ff. 20. Was bedeutet undrainierte Kohäsion und für welche Zwecke wird dieser Kennwert benötigt? - Änderung der äußeren Belastung wird allein vom Porenwasser aufgenommen. - Es werden Festigkeitsparameter angesetzt die an Proben mit gleicher Dichte gewonnen wurden - Der Reibungswinkel vie u ist 0 - Bei nicht vollständig gesättigten Böden ist vie > 0

21. Welche Kenngrößen werden zur Beschreibung die Scherfestigkeit von Böden benutzt? Wirksamer Reibungswinkel Wirksame Kohäsion

22. Welche Arten von Triaxialversuchen gibt es? Erläutern Sie diese. Triaxialversuch: undrainiert : - Porenwasserdruck vorhanden Volumen der Probe bleibt konstant drainiert: - Porenwasserüberdruck=0 und es gibt immer eine Volumenabnahme 23. Welcher Kennwert wird zur zahlenmäßigen Beschreibung der Durchlässigkeit verwendet? Erläutern Sie Verfahren zu seiner Bestimmung. Filtergesetz nach DARCY, Filtergeschwindigkeit v