Das Boden-Gesteins-Gemisch ist ein sehr heterogenes Mischmedium hinsichtlich Zusammensetzung und Struktur und findet breite Anwendung im Ingenieurwesen. Derzeit fehlt eine systematische und tiefgehende Untersuchung der mechanischen Eigenschaften des Boden-Gesteins-Gemischs unter Berücksichtigung der Gestaltung der Gesteinsblöcke, der Partikelzersetzung sowie der gekoppelten Wirkung von Gesteinsanteil und Feuchtigkeitsgehalt. Basierend auf der Form und Zerstörung der Gesteinsblöcke und in Kombination mit groß angelegten direkten Scherversuchen im Labor und numerischer Simulation mittels diskreter Elemente wird systematisch der Einfluss von Gesteinsanteil und Feuchtigkeitsgehalt auf die makro- und mikromechanischen Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse zeigen: 1) Mit steigendem Gesteinsanteil nehmen die Scherfestigkeit τ und der Innere Reibungswinkel φ zu; die Kohäsion c nimmt zunächst zu und dann ab, wobei bei einem Gesteinsanteil von etwa 40 % ein Maximum erreicht wird; der Partikelzerfallsindex B_N^H nimmt allmählich zu, wobei die Wachstumsrate abnimmt. 2) Der Feuchtigkeitsgehalt hat eine deutliche verschlechternde Wirkung auf die Festigkeit des Boden-Gesteins-Gemischs. Mit steigendem Feuchtigkeitsgehalt nehmen Scherfestigkeit τ, innerer Reibungswinkel φ und Kohäsion c ab; bei niedrigem Normalspannungsniveau ist die hemmende Wirkung des Feuchtigkeitsgehalts auf die Scherfestigkeit τ ausgeprägter; der Partikelzerfallsindex B_N^H sinkt nichtlinear mit steigendem Feuchtigkeitsgehalt. 3) Die Form und Orientierung der Gesteinsblöcke dominieren die Verteilung der Kraftketten und das Spannungs-Konzentrationsmuster. Partikelzerfall tritt leicht in Bereichen konzentrierter Spannung an den Kanten der Gesteinsblöcke auf und ist die innere Ursache für die Nichtlinearität der makroskopischen Festigkeit des Boden-Gesteins-Gemischs.

Boden-Gesteins-Gemisch;Methode der diskreten Elemente;Direktscherprüfung;Gesteinsanteil;Feuchtigkeitsgehalt;Partikelzerfall