Die genaue Kenntnis des mechanischen Verhaltens eines Werkstoffes ist für viele Ingenieuraufgaben Voraussetzung für die erfolgreiche Bearbeitung. In zahlreichen Fällen interessiert dabei nicht nur der Zusammenhang zwischen Spannungen und Deformationen, sondern auch die Zeitabhängigkeit der Spannungs- bzw. Deformationsänderungen.

Obwohl die zuständige Wissenschaft, die Rheologie, Hilfsmittel für eine umfassende Materialbeschreibung bereitstellt, bedient sich die Bodenmechanik ihrer in nur geringem Maße. Man begnügt sich meistens mit der Annahme, daß der Boden sich - je nach Aufgabenstellung - entweder ideal elastisch oder ideal plastisch verhält. Die zeitliche Abhängigkeit kann lediglich im Falle einer Setzungsberechnung mit Hilfe der Konsolidierungstheorie ermittelt werden. Wegen der Voraussetzung der Stoffeigenschaften erhält man bei der Auswertung der üblichen Labor- und Feldversuche Modellgesetze, die streng genommen nur auf Fälle mit gleichen Randbedingungen übertragen werden dürfen.

Die bisherigen Veröffentlichungen lassen erkennen, daß die verwendeten Versuchsgeräte für rheologische Versuche wenig geeignet sind. Porenwasserdruckmessungen und Erholungsphasen fehlen meist. Außerdem gibt es für das gleiche Material zu wenig Spannungs- oder Verformungsmessungen unterhalb der Bruchgrenze, so daß die mitgeteilten Versuchsdaten für die Ermittlung eines Stoffgesetzes nicht ausreichen.

Aufbauend auf den Erkenntnissen der Rheologie soll hier versucht werden, für ein frei gewähltes Material die rheologische Zustandsgleichung (Stoffgesetz) unter Einhaltung klarer Randbedingungen aufzustellen. Im Sinne reiner Grundlagenforschung wurde die Neukonstruktion von geeigneten Versuchsgeräten nicht gescheut.

Anregung zur vorliegenden Arbeit gab u.a. die Frage, wie die Standsicherheit einer in Bewegung geratenen Böschung beurteilt werden kann. Diese Frage wurde gestellt, als im Kaunertal, Tirol, Hangschuttmassen durch die Füllung des Gepatsch-Speichers in Bewegung gerieten (Breth (1967)[1]).

In den beiden anschließenden Kapiteln folgt eine auf das vorliegende Problem zugeschnittene Kurzfassung der Rheologie sowie ein kurzer Überblick über die wichtigsten einschlägigen Experimente auf dem Gebiet der Bodenmechanik. Eine Präzisierung der Aufgabenstellung erfolgt in Kapitel 4. Eigene Versuche und deren Auswertung bilden den Schwerpunkt der Arbeit und sind in Kapitel 5 und 6 beschrieben. Im letzten Teil der Arbeit werden die gewonnenen Ergebnisse kritisch beleuchtet und noch offene Fragen für weitere Arbeiten auf diesem Gebiet behandelt.

Herausgegeben von o. Prof. Dr.-Ing. H. Breth