Triaxialversuche in Witten – Scherfestigkeit präzise bestimmen

Das Ruhrtal bei Witten bringt geotechnische Überraschungen mit sich, die man vom Schreibtisch aus nicht lösen kann. Hangschutt, verwitterte Tonschiefer und Auelehm wechseln sich auf kürzester Distanz ab – wer hier ein Bauvorhaben kalkuliert, muss die Scherparameter des Untergrunds kennen. Der Triaxialversuch liefert diese Werte unter wirklichkeitsnahen Spannungszuständen, nicht nur als Schätzwert aus Tabellen. Unser Labor in der Region führt konsolidierte und unkonsolidierte Versuche nach DIN 18137 durch, damit der Statiker mit Kohäsion und Reibungswinkel rechnen kann, die den tatsächlichen Einbauverhältnissen entsprechen.

Ein und dasselbe Material kann je nach Wassersättigung und Seitendruck völlig unterschiedliche Scherfestigkeiten zeigen – der Triaxialversuch deckt genau das auf.

Unsere Leistungsbereiche

Methodik und Umfang

In den Hangkanten von Witten, etwa entlang der Ruhrsteilhänge, treffen wir auf devonische Ton- und Schluffsteine mit eingelagerten Sandsteinbänken. Dieses Gestein verwittert zu einem Material, das bei Wasserzutritt rasch an Scherfestigkeit verliert – ein klassischer Fall für den effektiven Spannungsversuch (CU- oder CD-Test). Der Triaxialversuch erlaubt uns, den Porenwasserdruck während der Scherung zu messen und daraus die effektiven Parameter c‘ und φ‘ abzuleiten. Ergänzend zur Laborroutine setzen wir bei grobkörnigen Böden auf die Korngrößenanalyse nach DIN 18123, um das Komgerüst exakt zu klassifizieren. Der Versuchsablauf selbst ist klar gegliedert: Probenzylinder einbauen, Seitendruck über Zellwasser aufbringen, vertikale Belastung stufenweise steigern – bis zum Bruch. Entscheidend ist die Sättigung der Probe, die wir über Back-Pressure-Technik sicherstellen, damit keine Lufteinschlüsse die Spannungsmessung verfälschen.

Triaxialversuche in Witten – Scherfestigkeit präzise bestimmen — Technische Referenz — Witten

Lokale Besonderheiten

Die DIN 1054:2021 verlangt für Nachweise im Grenzzustand GEO-2 die Ermittlung charakteristischer Scherparameter – und zwar nicht nach Gefühl, sondern auf Basis von Laborversuchen. In Witten wird das besonders relevant, weil die Verwitterungszone des Grundgebirges häufig als Baugrund dient, aber stark anisotrop reagiert. Ein unzutreffend angesetzter Reibungswinkel von nur drei Grad zu wenig kann bei einer tiefen Baugrube am Hang das Sicherheitsniveau unter das erforderliche Maß drücken. Wir sehen oft Proben, die optisch als fester Fels eingestuft wurden, aber im CD-Versuch ein ausgeprägtes Entfestigungsverhalten zeigen. Genau deshalb protokollieren wir den gesamten Spannungspfad und geben die Ergebnisse als Mohr-Coulomb-Hüllkurve heraus – nicht als einzelnen Zahlenwert. Der Ingenieur erkennt auf einen Blick, ob die Parameter für den relevanten Spannungsbereich belastbar sind oder ob zusätzliche Versuche mit höherem Seitendruck nötig werden.

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Geltende Normen

DIN 18137-2: Triaxialversuch, DIN 1054:2021: Baugrund – Sicherheitsnachweise, DIN EN ISO 17892-8:2018 (Laborversuche an Bodenproben – Unkonsolidierter undränierter Triaxialversuch), Eurocode 7 (DIN EN 1997-1:2014): Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik, RAP Stra Richtlinie (Eigenüberwachung)

Technische Parameter

Parameter	Typischer Wert
Norm	DIN 18137-2 (Triaxialversuch, Bestimmung der Scherfestigkeit)
Probendurchmesser	50 mm / 100 mm (je nach Größtkorn)
Versuchstypen	UU, CU, CD (undräniert, konsolidiert-undräniert, konsolidiert-dräniert)
Seitendruckbereich	Bis 2.000 kPa (Zellendruck)
Messgrößen	Kohäsion c‘/cu, Reibungswinkel φ‘/φu, E-Modul, Porenwasserdruck
Probensättigung	Back-Pressure-Verfahren nach DIN 18137
Qualitätssicherung	RAP Stra Eigenüberwachung, Teilnahme an Ringversuchen

Häufige Fragen

Welchen Triaxialversuch brauche ich für eine Baugrube in den Wittener Ruhrhängen?

Bei bindigen Böden und verzögerter Bauzeit empfehlen wir den konsolidiert-undränierten Versuch (CU) mit Porenwasserdruckmessung. So erhalten Sie effektive Scherparameter c‘ und φ‘, die für die langfristige Standsicherheit maßgebend sind. Bei rascher Belastung in wassergesättigten Tonen kann zusätzlich ein UU-Versuch sinnvoll sein.

Wie lange dauert ein Triaxialversuch im Labor?

Ein einfacher UU-Versuch liegt oft nach drei Arbeitstagen vor. CU- und CD-Versuche benötigen wegen der Konsolidierungsphase und der langsameren Abscherrate etwa sieben bis zehn Arbeitstage. Bei mehrstufigen Versuchen mit Porenwasserdruckausgleich kann die Dauer auf zwei Wochen steigen.

Was kostet ein Triaxialversuch bei Ihnen?

Für einen Einzelversuch (UU) liegen die Kosten je nach Probenvorbereitung und Seitendruckstufen zwischen €1.890 und €2.500. Ein kompletter CU-Versuch mit drei Seitendruckstufen und Porenwasserdruckmessung bewegt sich im oberen Bereich dieser Spanne. Genaue Preise nennen wir nach Sichtung Ihrer Proben.

Können Sie auch rollige Böden aus Witten triaxial prüfen?

Ja, Sande und Kiese prüfen wir am 100-mm-Gerät, sofern das Größtkorn unter 20 mm liegt. Wichtig ist ungestörtes oder zumindest lagenweise eingebautes Probenmaterial. Bei rolligen Wittener Terrassensedimenten kombinieren wir den Triaxialversuch oft mit einer Korngrößenanalyse, um die Lagerungsdichte richtig einzuordnen.

Welche Norm gilt für den Triaxialversuch in Deutschland?

Die Durchführung regelt DIN 18137-2, die internationale Entsprechung ist DIN EN ISO 17892-8. Die Anwendung der Ergebnisse in der Bemessung erfolgt nach DIN 1054:2021 und Eurocode 7 (DIN EN 1997-1). Unser Labor nimmt regelmäßig an Ringversuchen zur externen Qualitätskontrolle teil.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Witten und seinem Großraum.

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