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Forschungsbericht: Ermittlung charakteristischer Bodenkenngrößen für gemischtkörnige und organische Böden als Grundlage für Bauvorschriften. Schlussbericht. Textband. Anlagenband

Ermittlung charakteristischer Bodenkenngrößen für gemischtkörnige und organische Böden als Grundlage für Bauvorschriften. Schlussbericht. Textband. Anlagenband

Bauforschung, Band T 2961
Michael Ulrich, Daniela Bechtloff
Deutsche Forschungsgesellschaft für Bodenmechanik -DEGEBO-, Berlin
2001, 170 S., Abb.,Tab.,Lit.
Fraunhofer IRB Verlag


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Kurzbericht [PDF] deutsche Version
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Inhalt

Ziel des Forschungsvorhabens war es, mittels statistischer Methoden aus einer vorliegenden Datensammlung Kriterien zu finden, die es gestatten, mit Hilfe der Ergebnisse einfach durchzuführender bodenmechanischer Versuche die charakteristischen Werte der Scherparameter von gemischtkörnigen und organischen Böden überschläglich zu ermitteln. Damit soll der Ermessensspielraum für die Festlegung der Bemessungswerte eingeengt und eine Grundlage für eine sichere und wirtschaftliche erdstatische Bemessung von Bauwerken geschaffen werden. Aus ca. 600 ungestörten Bodenproben von gemischtkörnigen Böden (Geschiebelehm und -mergel) sowie organischen Böden (Torf, Faulschlamm und Wiesenkalk) wurden Versuchsdaten zur Bestimmung folgender Größen in einer Datenbank zusammengefasst: Kornverteilung, Dichten, Wassergehalt, Porenzahl, Konsistenzgrenzen, Glühverlust, einaxiale Druckfestigkeit, undrainierte Kohäsion, Scherparameter. Das Ziel wurde nur zum Teil erreicht. Für die Scherparameter im konsolidierten Zustand und die einaxiale Druckfestigkeit war dies möglich, für undrainierte Kohäsion liegen dagegen nicht genügend Daten vor. Ebenso erwies sich die Anzahl der in Jahrzehnten in der Degebo gesammelten Daten von Proben aus organischen Böden für die statistische Untersuchung als nicht ausreichend. Die Untersuchung beschränkte sich auf Böden aus dem Berliner Raum, die jedoch für die gesamte norddeutsche Tiefebene charakteristisch sind.

Inhaltsverzeichnis

Einleitung 3
2 Stand der Forschung - Literaturauswertung 6
3 Grundlage und Voraussetzungen für die Forschungsarbeit:
3.1 Die Datenbank der Degebo 10
3.2 Gemischtkörnige und feinkörnige Böden 12
3.2.1 Proben- und Versuchsumfang 12
3.2.2 Gruppeneinteilung 13
3.2.3 Häufigkeitsverteilungen 15
3.3 Organische Böden
3.3.1 Proben- und Versuchsumfang 17
3.3.2 Häufigkeitsverteilungen 18
4 Auswertung der gemischtkörnigen und feinkörnigen Böden
4.1 Drainierte Scherfestigkeit (CU-Versuch) 20
4.1.1 Scherparameter φ und c 20
4.1.2 Vergleichsscherfestigkeit 20
4.1.3 Spannungsverhältnisse σ1/σ3 21
4.1.4 Statistische Auswertung 25
4.1.5 Ermittlung der Scherparameter φ(e) und c(e) 27
4.2 Einaxiale Druckfestigkeit 3 1
4.2.1 Abhängigkeiten zwischen den Bodenkenngrößen 31
4.3 Undrainierte Scherfestigkeit (UTJ-Versuch) 33
4.3.1. Abhängigkeiten zwischen den Bodenkenngrößen 33
5 Auswertung der organischen Böden
5.1 Allgemeines 35
5.2 Drainierte Scherfestigkeit (CU-Versuch) 36
5.3 Undrainierte Scherfestigkeit (UV-Versuch) 37
5.4 Einaxiale Druckfestigkeit 38
6 Forschungsergebnisse
6.1 Rechenansätze für die praktische Anwendung 39
6.1.1 Scherparameter φ und c 39
6.1.2 Einaxiale Druckfestigkeit 42
6.2 Vergleich mit vorhandenen Erfahrungswerten 43
6,3 Grenzen und Einschränkungen für die praktische Anwendung 45
7 Zusammenfassung 47
8 Literaturverzeichnis 51
Formelzeichen
Verzeichnis der Bilder

Publikationslisten zum Thema:
Boden, Kenngröße, Kennwert, Bodenkennwert, Boden(körnig), Datenbank, Scherfestigkeit, Scherparameter, Spannungsverhältnis, Statistik, Reibungswinkel, Kohäsion, Druckfestigkeit, Erfahrungswert, Vergleich, Anwendungsbereich,


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Das Ziel, welches die Arbeit verfolgt, liegt darin, alle in der Baupraxis üblichen und gängigen Methoden zur Ermittlung des Durchlässigkeitsbeiwerts aufzuführen und zu erläutern. Der Durchlässigkeitsbeiwert stellt in vielen Anwendungsgebieten des Baugewerbes eine wichtige und teils entscheidende Rolle dar. Deshalb ist eine zuverlässige und aussagekräftige Bestimmung vor den jeweiligen Baumaßnahmen unerlässlich. In verschiedenen Literaturquellen werden unterschiedliche Verfahren mit verschiedensten Lösungsansätzen vorgestellt. Die Arbeit soll nun all diese beschriebenen Verfahren aufzeigen, beschreiben und in einem Werk zusammenfassen. Die Laboruntersuchungen werden anhand verschiedener Bodenproben durchgeführt, die zum Teil ungestört aus Schürfen, jedoch auch gestört aus Bohrungen entnommen wurden. Neben den reinen Laborversuchen mit den verschiedensten Bodenarten wird anhand einer ausgebauten Brunnenbohrung der Durchlässigkeitsbeiwert über einen Pumpversuch bestimmt. Vorher wurden Proben des erschlossenen Grundwasserleiters im Labor untersucht und anhand der verschiedenen Möglichkeiten die Durchlässigkeit ermittelt. Die Ergebnisse werden ausführlich erläutert und miteinander verglichen.


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2001, 170 S., Abb.,Tab.,Lit.,
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Ziel des Forschungsvorhabens war es, mittels statistischer Methoden aus einer vorliegenden Datensammlung Kriterien zu finden, die es gestatten, mit Hilfe der Ergebnisse einfach durchzuführender bodenmechanischer Versuche die charakteristischen Werte der Scherparameter von gemischtkörnigen und organischen Böden überschläglich zu ermitteln. Damit soll der Ermessensspielraum für die Festlegung der Bemessungswerte eingeengt und eine Grundlage für eine sichere und wirtschaftliche erdstatische Bemessung von Bauwerken geschaffen werden. Aus ca. 600 ungestörten Bodenproben von gemischtkörnigen Böden (Geschiebelehm und -mergel) sowie organischen Böden (Torf, Faulschlamm und Wiesenkalk) wurden Versuchsdaten zur Bestimmung folgender Größen in einer Datenbank zusammengefasst: Kornverteilung, Dichten, Wassergehalt, Porenzahl, Konsistenzgrenzen, Glühverlust, einaxiale Druckfestigkeit, undrainierte Kohäsion, Scherparameter. Das Ziel wurde nur zum Teil erreicht. Für die Scherparameter im konsolidierten Zustand und die einaxiale Druckfestigkeit war dies möglich, für undrainierte Kohäsion liegen dagegen nicht genügend Daten vor. Ebenso erwies sich die Anzahl der in Jahrzehnten in der Degebo gesammelten Daten von Proben aus organischen Böden für die statistische Untersuchung als nicht ausreichend. Die Untersuchung beschränkte sich auf Böden aus dem Berliner Raum, die jedoch für die gesamte norddeutsche Tiefebene charakteristisch sind.


Ermittlung bodenmechanischer Eigenschaften von Salzhaufwerken als moegliche Versatzmaterialien in einem untertaegigen Endlager
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Ermittlung bodenmechanischer Eigenschaften von Salzhaufwerken als moegliche Versatzmaterialien in einem untertaegigen Endlager
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Die geotechnische Beurteilung von Schüttgütern für die Auswahl und Eignung als mögliche Versatzmaterialien in einem untertägigen Endlager kann mit Hilfe von bodenmechanischen Bewertungskriterien erfolgen. Im Rahmen des Forschungs- und entwicklungsvorhabens "Verfüllen und Verschließen von Bohrlöchern, Kammern und Strecken in einem Endlager" wurden am Institut für Tieflagerung aus der Palette in Frage kommender Versatzstoffe das Material "Salzhaufwerk" auf seine bodenmechanischen Eigenschaften hin näher untersucht. Neben der Durchführung bodenmechanischer Standarduntersuchungen (Bestimmung von Korngrößenverteilung, Schüttdichte, Grenzen der Lagerungsdichte, Proctordichte, Durchlässigkeit und Scherfestigkeit) an zwei ausgewählten Salzhaufwerken (Haldensalz- und Steinsalzhaufwerk), lag der Schwerpunkt der Arbeit in der Ermittlung des Kompressionsverhaltens von Salzhaufwerk. Um Aussagen über das Verdichtungsverhalten dieses Materials bei zunehmender Belastung zu erhalten, wurden an einer Reihe von Haufwerksproben, die sich vornehmlich in ihrer Korngrößenzusammensetzung voneinander unterscheiden, Kompressionsversuche mit verhinderter Seitendehnung durchgeführt. (-z-)


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U. Smoltczyk, H. Schad, P. Zoller
Sonderkonstruktionen der Boeschungssicherung
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1984, 88 S.,
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Moeglichst preisguenstige, mit einfachen Mitteln herzustellende, steile Boeschungssicherungen fuer Baugruben und fuer Bepflanzungen ohne Verwendung von Stuetzelementen sollten auf ihre Einsatzfaehigkeit ueberprueft werden. Es wurde eine 5 m tiefe Grube mit einer Neigung von 80 Grad fuer den Verbau in einem Loesslehm bzw. verwitterten Gipskeuper abschnittsweise ausgehoben und dem Aushub folgend von oben nach unten durch einen auf 1,5 bzw. 2 m lange Bodennaegel abgestuetzten Bohlenverbau gesichert. Die Tragfaehigkeit dieses Verbaus wurde durch das Aufbringen eines 1,5 m breiten Laststreifens - im Bereich der Bodennaegel, bzw. hinter den Bodennaegeln an der Gelaendeoberflaeche - geprueft. Die Bodennaegel sind in der Lage, ein ploetzlich Abbrechen oder Abrutschen der Boeschung zu verhindern. Die Form der freigelegten Gleitflaechen und die gemessenen Verschiebungen bestaetigen die kinematische Elementenmethode von Gussmann. In der Versuchsgrube wurde ein Teilbereich mit treppenartigen Elementen von oben nach unten verbaut und jede Elementlage fuer sich durch Bodennaegel gesichert. Damit wurde gezeigt, dass durch einen entsprechenden Arbeitsablauf und eine sinnvolle Elementform die Herstellung einer oekologisch nutzbaren Baukonstruktion mit wenig Aufwand moeglich ist. Ausserdem wurde an dem unter 60 Grad geboeschten Teil der Versuchsgrube die Wirkung der Erosion auf begruente Flaechen beobachtet. (-y-)


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