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Über dieses Buch

Die Ingenieurgeologie befasst sich mit Georisiken und diskutiert die Folgen menschlicher Eingriffe im Schnittbereich der Geo- und Ingenieurwissenschaften. Dazu zählen Naturgefahren wie Steinschlag, Bergstürze und Bergsenkungen, aber auch das sichere und wirtschaftliche Bauen, die Kartierung von Altlasten und die Sanierung von Bergbaufolgelandschaften. Die dritte Auflage ist vollständig überarbeitet und um weitere aktuelle Themen wie die Endlagerung radioaktiver Abfälle, die nachhaltige Nutzung von Rohstoffen, die Energiewende und die Herausforderungen des Klimawandels erweitert.

In diesem Buch werden die grundlegenden Prinzipien, von der Erkundung des Terrains bis zur selbstständigen Lösung komplexer ingenieurgeologischer Aufgaben vorgestellt. Zahlreiche Praxisbeispiele wie das Bahnprojekt Stuttgart21 oder die havarierten Reaktoren von Fukushima veranschaulichen die zum Teil komplexen geotechnischen Zusammenhänge. Rund hundert ausgearbeitete Übungsaufgaben ermöglichen ein selbstständiges Erlernen der Lösungswege und Nachweise. Auch ingenieurgeologische Utopien werden angesprochen, von denen einige in den Bereich des Machbaren rücken, wie etwa ein Tunnel durch den Atlantik, bewohnbare Inseln aus Plastikmüll oder Türme, die Höhenrekorde brechen. Das mit zahlreichen Diagrammen, Schaubildern, Zeichnungen und Fotos hervorragend illustrierte Buch ist sowohl für Ingenieure als auch für Geowissenschaftler, sowohl für Studierende als auch für Praktiker geschrieben.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Prinzipien

Frontmatter

Kapitel 1. Rückblick

Zusammenfassung
Dieser Abschnitt gibt einen kurzen Abriss zur Entwicklung der Ingenieurgeologie. Sie entstand im Schnittbereich der klassischen Geologie und der Baukunst. Sie entstand aus der Notwendigkeit, Fehlplanungen, Unglücke und Katastrophen zu verhindern. Die wichtigsten Ereignisse und Wegbereiter werden vorgestellt.
Dieter D. Genske

Kapitel 2. Geologische Prinzipien

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden die wichtigsten geologischen Prinzipien vorgestellt. Zunächst wird die historische Entwicklung geologischer Perspektiven erläutert. Darauf aufbauend werden Themen der allgemeinen, regionalen und historischen Geologie angeschnitten. Für die Ingenieurgeologie von besonderer Bedeutung ist das tektonische Inventar, das im Rahmen der Gebirgsbildung (Orogenese) entsteht und zu dem Falten, Verwerfungen und Klüfte zählen.
Dieter D. Genske

Kapitel 3. Mechanische Prinzipien

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden die wichtigsten mechanischen Prinzipien vorgestellt. Ausgehend vom Kraftbegriff Newtons werden das Eulerscher Schnittprinzip und das Konzept der Kraftecke erläutert. Darauf aufbauend werden der Hookesche Verformungsmodul, das Prinzip der Massenerhaltung nach Newton, Bernoulli und Euler und das Prinzip der Energieerhaltung nach Johann und Daniel Bernoulli vorgestellt.
Dieter D. Genske

Kapitel 4. Prinzipien der Unschärfe

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird der Begriff der Unschärfe aus der Sicht der Ingenieurgeologie diskutiert. Zuerst werden Daten und Datengruppen, ihre statistischen Kennwerte und Verteilungsfunktionen vorgestellt. Darauf aufbauend wird die Optimierung des Informationsniveaus mit der Bayesschen Statistik erläutert.
Dieter D. Genske

Erkundung

Frontmatter

Kapitel 5. Ingenieurgeologische Erkundung

Zusammenfassung
Dieses Kapitel befasst sich mit der ingenieurgeologischen Erkundung. Es leitet die folgenden Kapitel zu den Vor- und Hauptuntersuchungen, den begleitenden Untersuchungen und Nachuntersuchungen ein. Zunächst werden die Ziele der Erkundung vorgestellt.
Dieter D. Genske

Kapitel 6. Voruntersuchungen

Zusammenfassung
Dieses Kapitel befasst sich mit den Voruntersuchungen für ein ingenieurgeologisches Projekt. Zunächst sind die Zuständigkeiten der am Projekt beteiligten Parteien zu klären und abzustimmen. In der Vorauswertung (desk study) werden die Planungsunterlagen zusammengestellt und ausgewertet.
Dieter D. Genske

Kapitel 7. Hauptuntersuchungen

Zusammenfassung
Im Rahmen der Hauptuntersuchungen werden die Erkundungsmaßnahmen aus den Voruntersuchungen ergänzt mit gezielten, mitunter aufwendigen Feld- und Laboruntersuchungen. Bislang nur abgeschätzte und durch Indextests mittelbar bestimmte Bodeneigenschaften werden nun quantifiziert. Aufgrund der vorhergehenden Etappen, der Vorauswertung und der Ersterkundung, steht bereits fest, welche speziellen geotechnischen Fragen noch offen, welche Versuche zur Klärung dieser Fragen noch durchzuführen und wo diese Untersuchungen im Projektgebiet sinnvoll sind.
Dieter D. Genske

Kapitel 8. Projektbegleitende Untersuchungen

Zusammenfassung
Projektbegleitende Untersuchungen umfassen die Aufnahme des aktuellen Zustands vor Beginn der Baumaßnahme und die Beobachtung von Zustandsänderungen während der Baumaßnahmen. Weiterhin werden neue, durch die Bautätigkeit geschaffene Aufschlüsse angesprochen, Boden- und Felsproben entnommen und Feldversuche durchgeführt. Außerdem wird die fachgerechte Ausführung der Baumaßnahme kontrolliert.
Dieter D. Genske

Kapitel 9. Nachuntersuchungen

Zusammenfassung
Nachuntersuchungen schließen an die projektbegleitenden Untersuchungen an. So wird zum Beispiel die Setzung eines Bauwerks bei problematischen Baugrundbedingungen gemessen und mit der Prognose verglichen. Die Bewegung eines rutschgefährdeten Hangs, der durch konstruktive Maßnahmen stabilisiert wurde, wird durch regelmäßiges Einmessen von Messpunkten beobachtet.
Dieter D. Genske

Anwendungen

Frontmatter

Kapitel 10. Massenbewegungen

Zusammenfassung
Dieser Abschnitt befasst sich mit der Rolle der Ingenieurgeologie bei der Beurteilung von Massenbewegungen und deren Stabilisierung. Zunächst werden Phänomene und Mechanismen der Massenbewegung vorgestellt. Im Einzelnen wird auf die Bewegungsmechanismen Gleiten, Kippen, Knicken, Abscheren, Fallen, Fließen und Kriechen eingegangen.
Dieter D. Genske

Kapitel 11. Bergsenkungen

Zusammenfassung
Dieser Abschnitt befasst sich mit der Rolle der Ingenieurgeologie bei der Beurteilung von Bergsenkungen und Bergschäden. Zunächst werden Phänomene und Mechanismen vorgestellt. Darauf aufbauend werden die Erscheinungsformen des Karstes (Karbonatkarst, Sulfatkarst, Chloridkarst) näher beschrieben.
Dieter D. Genske

Kapitel 12. Bauwerke

Zusammenfassung
Dieser Abschnitt befasst sich mit der Rolle der Ingenieurgeologie bei der Errichtung von Bauwerken. Zunächst werden Phänomene vorgestellt, die auftreten, wenn das Zusammenspiel von Bauwerk und Baugrund nicht ausreichend erfasst und verstanden wird. Als Folge treten Schäden am Bauwerk auf: es erfüllt nicht den vorgesehenen Zweck (ist nicht gebrauchstauglich) oder stürzt ein (ist nicht standsicher).
Dieter D. Genske

Kapitel 13. Altlasten

Zusammenfassung
Dieses Kapitel befasst sich mit Altlasten. Zunächst werden die verschiedenen Schadstoffgruppen vorgestellt: die organischen und anorganischen Schadstoffe, radioaktive Stoffe, Spreng- und Kampfstoffe und Agrochemikalien. Danach wird diskutiert, wie sich diese Schadstoffe im Untergrund ausbreiten können und welche Migrationsmuster entstehen. Vor diesem Hintergrund werden Wege und Werkzeuge zur systematischen Erfassung von Altlasten aufgezeigt.
Dieter D. Genske

Kapitel 14. Horizonte

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird, aufbauend auf aktuellen Aufgaben, ein Fenster in die Zukunft der Ingenieurgeologie geöffnet. Zunächst wird die Problematik der schwindenden Ressourcen diskutiert und in aller Kürze dargestellt, wie diese nachhaltig und effizient zu nutzen sind. Dabei wird besonders auf die Ressource „Boden“ eingegangen.
Dieter D. Genske

Anhang

Frontmatter

Kapitel 15. Anhang I

Zusammenfassung
In diesem Anhang befinden sich die Lösungen der Übungsaufgaben.
Dieter D. Genske

Kapitel 16. Anhang II

Zusammenfassung
Jedes Bauwerk muss standsicher sein. Um die Standsicherheit zu gewährleisten, werden für alle Komponenten eines Bauwerks Standsicherheitsnachweise geführt. In diesem Anhang wird das neue, probabilistische Sicherheitskonzept vorgestellt.
Dieter D. Genske

Backmatter

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