Gottingen
Gottingen, Germany

Triaxialversuch in Göttingen: Scherfestigkeit präzise bestimmen

Die DIN 18137 fordert für standsicherheitsrelevante Erdkörper einen Nachweis der Scherparameter, der mit einfachen Rahmenscherversuchen nicht immer gelingt. In Göttingen, wo der Übergang vom Buntsandstein des Reinhäuser Waldes zu den quartären Lockersedimenten der Leineaue auf wenigen hundert Metern stattfindet, ist ein Triaxialversuch das Mittel der Wahl, sobald die Spannungszustände im Untergrund realistisch abgebildet werden müssen. Das Labor arbeitet nach ISO 17025 und führt konsolidierte, drainierte und undrainierte Versuche an bindigen wie rolligen Proben durch – immer abgestimmt auf die tatsächliche Einbautiefe und den zu erwartenden Porenwasserdruck. Für schwierige Auenböden ergänzen wir die Diagnostik mit einer Korngrößenanalyse, um den Feinkornanteil exakt zu quantifizieren.

Ein drainierter Triaxialversuch zeigt oft erst ab 12 % axialer Dehnung das wahre Restscherverhalten – wer zu früh auswertet, überschätzt die Standsicherheit.

Arbeitsumfang in Gottingen

Auf 150 m ü. NHN, wo das Göttinger Stadtzentrum auf einer quartären Talfüllung mit schwankenden Mächtigkeiten zwischen 4 und 12 Metern steht, reagiert der Baugrund empfindlich auf jede Änderung des Spannungsfelds. Ein Triaxialversuch mit drei Prüfkörpern pro Laststufe bildet die Bruchgerade im Mohr-Coulomb-Diagramm ab und trennt den Kohäsionsanteil vom Reibungswinkel – eine Unterscheidung, die für die Wahl zwischen ungestützter und verankerter Baugrubenwand essenziell ist. Wir setzen bei bindigen Proben aus der Göttinger Oberkreide auf eine schergeschwindigkeitsgesteuerte Prüfung mit vollautomatischer Porenwasserdruckmessung, sodass der effektive Spannungspfad lückenlos dokumentiert wird. Bei rolligen Böden kommt das Vakuumverfahren zur Sättigung zum Einsatz, um den Skempton-Parameter B > 0,95 zu erreichen. Das Labor kann sowohl CD- als auch CU-Versuche fahren und liefert Ergebnisse innerhalb von sechs Arbeitstagen nach Probeneingang.
Triaxialversuch in Göttingen: Scherfestigkeit präzise bestimmen
Triaxialversuch in Göttingen: Scherfestigkeit präzise bestimmen
ParameterTypischer Wert
VersuchsartenCD, CU, UU, K0-Konsolidierung
Probendurchmesser50 / 100 mm
Zieldrücke (σ3)50 – 800 kPa
Schergeschwindigkeit0,001 – 1,0 mm/min
Porenwasserdruck-SensorGenauigkeit ± 0,1 kPa
Probenvorbereitungungestört / eingebaut mit Proctorenergie

Risiken und Überlegungen in Gottingen

Die Stadterweiterung Göttingens in den 1960er- und 1970er-Jahren führte zu einer dichten Bebauung in den flachen Leineauen, wo auf geringmächtigen Kiesen oft organische Weichschichten lagern. Wer dort ein Gründungspolster bemisst und nur pauschale Erfahrungswerte für den Reibungswinkel ansetzt, riskiert Setzungsdifferenzen, die bei Hochwasserganglinien mit steigendem Porenwasserdruck sprunghaft zunehmen. Der Triaxialversuch liefert die Spannungs-Dehnungs-Kurven, die man braucht, um zwischen drainiertem und undrainiertem Verhalten zu unterscheiden – eine Weichenstellung, die bei Auelehmen mit Durchlässigkeitsbeiwerten um 10⁻⁸ m/s über die Gebrauchstauglichkeit entscheidet. Auch für die tiefen Baugruben am Klinikum-Neubau ist der Versuch unverzichtbar, weil der kombinierte Erd- und Wasserdruck realitätsnah simuliert werden muss.

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Anwendbare Normen: DIN 18137 – Versuchsdurchführung und Auswertung, DIN EN ISO 17892-9 – konsolidierte triaxiale Kompressionsversuche, Eurocode 7 (EN 1997-2:2010) – Geotechnische Erkundung und Untersuchung, DIN 4022 – Benennung und Beschreibung von Boden, ISO 17025 – Laborakkreditierung

Unsere Leistungen

Der Triaxialversuch ist Teil einer bodenmechanischen Diagnostikkette. Folgende begleitende Leistungen bieten wir in Göttingen an:

Probenentnahme Sondiergestänge

Gewinnung ungestörter Zylinderproben mit 100 mm Durchmesser aus Tiefen bis 20 m für triaxiale Versuchsserien.

Konsolidiert drainierter CD-Versuch

Langsame Scherung unter vollständiger Drainage für langfristige Standsicherheitsbetrachtungen an Dämmen und Böschungen.

Undrainierter CU-Versuch mit Porenwasserdruckmessung

Schnelle Belastungsfälle in wassergesättigten Tonen und Schluffen – essenziell für die Bemessung von Baugrubensohlen in der Leineaue.

Bruchgeraden-Interpretation nach Mohr-Coulomb

Rechnerische Auswertung mit Angabe von effektiver Kohäsion, Reibungswinkel und Restscherfestigkeit inklusive Diagramm je Laststufe.

Fragen und Antworten

Was kostet ein Triaxialversuch in Göttingen?

Für eine Serie mit drei Prüfkörpern (CD oder CU) liegen die Kosten je nach Probenzustand und Sättigungsaufwand zwischen €1.610 und €2.610. Der Preis umfasst Probenvorbereitung, Versuchsdurchführung, Auswertung nach DIN 18137 und einen Prüfbericht mit Mohr-Coulomb-Diagramm.

Wann ist ein Triaxialversuch einem Rahmenscherversuch überlegen?

Immer dann, wenn der Porenwasserdruck realistisch kontrolliert werden muss – also bei wassergesättigten bindigen Böden oder wenn die Drainagebedingungen im Feld unklar sind. Der Triaxialversuch erlaubt zudem eine definierte Spannungsgeschichte (Konsolidation), was der Rahmenscherversuch nicht leistet.

Welche Probenmenge wird für eine Triaxialversuchsserie benötigt?

Für drei Einzelversuche brauchen wir mindestens drei ungestörte Zylinderproben mit 100 mm Durchmesser und 200 mm Länge. Bei gestörten Proben wird das Material im Labor mit definierter Dichte eingebaut – hier reichen etwa 15 kg je Laststufe.

Wie lange dauert ein CD-Triaxialversuch?

Die reine Scherphase kann je nach Durchlässigkeit des Bodens mehrere Tage in Anspruch nehmen, weil der Porenwasserdruck kontinuierlich abgebaut werden muss. Inklusive Sättigung, Konsolidation und Auswertung beträgt die Gesamtdauer im Labor etwa sechs bis neun Arbeitstage.

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