Scherversuche

Scherversuche sind eine Gruppe von Laboruntersuchungen in der Geotechnik, die die Scherfestigkeit von Böden bestimmen. Ziel ist es, den Widerstand eines Bodenprobenmaterials gegen Scherspannungen zu quantifizieren, um das Tragverhalten von Bauwerken wie Fundamenten, Böschungen oder Erddämmen beurteilen zu können. Typische Ergebnisse sind die Festigkeitsparameter nach dem Mohr-Coulomb-Gesetz, insbesondere der Reibungswinkel phi' und die Cohesion c'.

Der Direkte Scherversuch ist der am häufigsten eingesetzte Laborversuch. Dabei wird eine Bodenprobe in einer Scherbox zwischen zwei Hälften eingeschlossen. Eine kontrollierte Normalkraft wird angelegt, und eine Scherkraft wird schrittweise aufgebracht, bis die Probe versagt. Aus dem Verlauf der Scherfestigkeit bei verschiedenen Normalkräften lassen sich phi' und c' bestimmen. Der Direkte Scherversuch ist einfach durchzuführen und liefert schnelle Einblicke in die Festigkeitseigenschaften, kann jedoch zu Rand- und Zonierungsfehlern führen.

Ein weiterer zentraler Typ ist der Triaxial-Scherversuch. Hier wird eine zylindrische Probe in einer Membran eingeschlossen, konstanter Verpressungsdruck (Konneption) hergestellt und unter axialer Belastung geschert. Triaxialversuche ermöglichen realistischere Spannungszustände und liefern detailliertere Informationen über das Verhalten unter drained (konsolidiert, entlastet) und undrained (unkonsolidiert, belistet) Bedingungen. Auswertungen erfolgen oft über Mohr-Diagramme und das Mohr-Coulomb-Gesetz.

Anwendungsgebiete umfassen Bodenkonstruktion, Stabilitätsanalysen von Böschungen, Fundamente und Erdbaustellen. Die Versuche sind durch nationale und internationale Normen standardisiert (z. B. ASTM- und ISO-Vorgaben), die Versuchsvorgehen, Probenvorbereitung und Auswertung regeln.