Die dreiachsige Belastung in der Zelle beginnt mit dem präzisen Einbau des Probekörpers zwischen porösen Filtersteinen. In Reutlingen setzen wir dafür eine servohydraulische Triaxialanlage ein, die Seitendrücke bis 2 MPa konstant regelt und den Porenwasserdruck über elektronische Aufnehmer erfasst. Der Zylinder füllt sich mit entlüftetem Wasser, die Membran spannt sich gleichmäßig um den Probenmantel. Während der Abscherphase – meist weggesteuert mit 0,01 mm/min – zeichnet der Datalogger Axialkraft, Stempelweg und Volumenänderung synchron auf. Diese Parameter liefern die Grundlage für konsolidierte undränierte oder dränierte Scherversuche, Korngrößenanalysen ergänzen das Bild der Materialeigenschaften. Der Messaufbau erlaubt es, Versagenszustände zu durchfahren und Restscherfestigkeiten zu dokumentieren, bevor die Probe entnommen und der Bruchkörper fotografisch dokumentiert wird.
Die Triaxialzelle liefert den Spannungspfad, den ein Einfach-Schergerät nie abbilden kann – entscheidend für jede Böschung am Albtrauf.
Lokaler geotechnischer Kontext
Auf 382 m ü. NHN liegt Reutlingens Altstadt – aber die Hanglagen der Achalm erreichen über 700 m. Dieser Höhenunterschied von gut 300 m erzeugt im anstehenden Keuper und Schwarzjura permanente Hangwasserdrücke, die ohne zuverlässige effektive Scherparameter kaum zu bewerten sind. Ein undränierter Triaxialversuch an gesättigten Tonsteinen zeigt oft Cu-Werte unter 40 kPa, während drainierte Tests an derselben Formation c’-Werte nahe Null und Reibungswinkel um 28° liefern. Verwechselt man die Versagensmodi, liegt die rechnerische Standsicherheit um Faktor 1,5 daneben. Die Hangrutsche von 2013 am Georgenberg haben dokumentiert, wie schnell residuale Festigkeiten nach Starkregen wirksam werden. Der Triaxialversuch ist das einzige Laborverfahren, das diesen Übergang vom Peak zum Residualwert messtechnisch sauber abbildet – und damit für jede Neubebauung oberhalb der B 28 unverzichtbar bleibt.
Maßgebliche Normen
DIN 18137-2: Baugrund, Versuche und Versuchsgeräte – Bestimmung der Scherfestigkeit (Triaxialversuch), DIN EN ISO 17892-9: Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Laborversuche an Bodenproben – Konsolidierte triaxiale Kompressionsversuche, DIN 4021: Baugrund – Aufschluss durch Schürfe und Bohrungen sowie Probenahme, Eurocode 7 (DIN EN 1997-1:2009): Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik, DIN 1054: Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau
Häufig gestellte Fragen
Was kostet ein Triaxialversuch in Reutlingen?
Der Preis für einen konsolidierten Triaxialversuch (CD oder CU) an drei Prüfkörpern liegt je nach Probenzustand und Sättigungsaufwand zwischen €1.670 und €2.570. Enthalten sind Probenvorbereitung, Back-Pressure-Sättigung, drei Abscherstufen und der vollständige Bericht mit Mohr-Coulomb-Hüllkurve. Bei stark geklüfteten Tonsteinen aus dem Keuper können zusätzliche Kosten für die sorgfältige Probenpräparation anfallen.
Welche Bodenarten aus Reutlingen eignen sich für den Triaxialversuch?
Grundsätzlich alle bindigen und gemischtkörnigen Böden, aus denen sich ungestörte Zylinderproben (Durchmesser mindestens 50 mm) gewinnen lassen. In Reutlingen betrifft das vor allem die Ton- und Schluffsteine des Gipskeupers, die Auenlehme entlang der Echaz und residuale Verwitterungsböden am Albtrauf. Reine Kiese der Echaz-Terrassen sind wegen der fehlenden Kohäsion ungeeignet – hier greifen wir auf den Rahmenscherversuch oder In-situ-Versuche zurück.
Warum reicht ein einfacher Scherversuch oft nicht aus?
Der Rahmenscherversuch zwingt der Probe eine horizontale Bruchfuge auf, während der Triaxialversuch das natürliche Versagen entlang der schwächsten Fläche zulässt. Zusätzlich erfasst die Triaxialzelle den Porenwasserdruck – bei gesättigten Tonen der entscheidende Parameter für effektive Spannungen. Für Hangstabilitäten oberhalb der B 28 oder tiefe Baugruben im Stadtgebiet ist diese Information unverzichtbar.
Wie lange dauert ein konsolidierter Triaxialversuch?
Ein CD-Versuch an drei Proben benötigt in der Regel 8 bis 12 Arbeitstage, abhängig von der Durchlässigkeit des Bodens. Die reine Scherphase dauert oft nur Stunden, aber die vorgeschaltete Konsolidation unter Back-Pressure kann bei tonigen Proben aus dem Keuper mehrere Tage beanspruchen. CU-Versuche sind etwas schneller, da die Dränage während des Abscherens gesperrt bleibt. Der Prüfbericht folgt innerhalb einer Woche nach Versuchsende.
