GGU-STABILITY: Allgemeines zu Starrkörperbruchmechanismen und Blockgleitmethode
Die Berechnung nach dem Verfahren der Starrkörperbruchmechanismen oder Blockgleitmethode sind in DIN 4084:1996 erläutert. Bei diesen Verfahren werden Kraftecke konstruiert. Das Krafteck ist nur im Sonderfall (η = 1,0 bzw. µ = 1,0) geschlossen. Ansonsten ist zum Schließen des Kraftecks eine Zusatzkraft dT erforderlich. Wirkt diese Kraft dT antreibend, so ist die Sicherheit größer als 1,0. Wirkt die Kraft dT rückhaltend, so ist die Sicherheit kleiner als 1,0.
Bei einer Berechnung mit Teilsicherheiten ist grundsätzlich der Nachweis ausreichend, dass die Sicherheit > 1,0 bzw. der Ausnutzungsgrad < 1,0 ist. Im Allgemeinen interessiert man sich jedoch auch für den Sicherheitsabstand zum Bruchzustand. Um diesen Sicherheitsabstand zu berechnen bzw. einen wertenden Vergleich unterschiedlicher Bruchkörper zu ermöglichen, könnte grundsätzlich die Größe der Kraft dT herangezogen werden. Die Größe dieser Kraft ist jedoch wesentlich auch von der Größe des untersuchten Gleitkörpers abhängig. Ein Vergleich zweier sehr unterschiedlich großer Gleitkörper über die Kraft dT kann leicht zu einer völlig falschen Vorstellung führen. Das Programm berechnet daher nicht nur die Kraft dT, sondern vermindert bzw. vergrößert Reibungswinkel und Kohäsion solange, bis sich das Krafteck schließen lässt. Die Sicherheit µ bzw. der Ausnutzungsgrad µ berechnet sich dann aus
η bzw. µ = tan φvorh / tan φerf
Bei einer Berechnung nach dem Verfahren der Starrkörperbruchmechanismen oder nach der Blockgleitmethode werden gegenüber dem Verfahren von Janbu die Scherkräfte in den Zwischengleitflächen berücksichtigt.
Das bedeutet, dass gegenüber einer Berechnung nach Janbu höhere Sicherheiten erhalten werden. Das Programm bietet allerdings auch die Möglichkeit, die Scherkräfte in den Zwischengleitflächen auf "0" zu setzen.
Bei einer Berechnung nach dem Verfahren der Starrkörperbruchmechanismen rechnet das Programm, wenn innerhalb einer Haupt- oder Zwischengleitfläche mehrere Böden definiert sind, mit gemittelten Werten für Reibungswinkel und Kohäsion. Liegt eine Zwischengleitfläche vertikal, werden in jedem Fall die Scherkräfte nicht berücksichtigt.
Bei einer Berechnung nach der Blockgleitmethode sind die Zwischengleitflächen vertikal und es werden an den Lamellenseiten Erddruckkräfte berücksichtigt, deren Neigung sich aus der Stützlinie ergibt. Nach DIN 4084:1996 darf die Stützlinie zwischen der Mitte und dem unteren Drittelpunkt der Lamellenseiten verlaufen. Das Programm berechnet die Stützlinie daher in einer Höhe h von:
h = 0,416 · H = H · (0.5 + 0,333) / 2
H = Höhe der Lamellenseite
Ist die Neigung der Stützlinie und damit die Neigung der Erddruckkraft größer als der mittlere Reibungswinkel in der entsprechenden Lamellenseite wird mit dem gemittelten Reibungswinkel als Neigung gerechnet. In den Beispielen zu DIN 4084:1996 wird die Mittelung des Reibungswinkels über die Erddruckbeiwerte vorgenommen. Das Programm berechnet die Mittelung vereinfacht über die Bodenmächtigkeiten.