Zusammenhang zwischen hydraulischer und mechanischer Bodenstabilität in Abhängigkeit von der Belastungsdauer

Weinheim

Wiley VCH Verlag

2005

S. 60-67

6 Abb., 30 Lit. Ang.

Artikel aus einer ZeitschriftUnselbständiges Werk

200122008

Journal of Plant Nutrition and Soil Science 2005, 168(1), S. 60-67

In Untersuchungen zur Bodenverdichtung wird meist nur die direkte Beziehung zwischen der mechanischen Belastung und der Porenänderung, nicht hingegen die Interaktion zwischen mechanischer und hydraulischen Prozessen als Funktion der Zeitdauer der Belastung bzw. der Häufigkeit der Belastung betrachtet. In der vorliegenden Arbeit wird daher die Beziehung zwischen der Vorbelastung als Maß der mechanischen Stabilität und der Wasserspannungsänderung während einer Belastung analysiert. Die Untersuchungen wurden an gestörtem Bodenmaterial (Ut3) bei einer Anfangslagerungsdichte von 1,4 g cm-3 mit einem Wassergehalt von 25 Gew. % jeweils an vier Parallelproben durchgeführt. Die Bodenproben wurden mit acht verschiedenen Auflasten zwischen 20 und 400 kPa und vier Auflastzeiten (10-240 min) belastet: die Wasserspannungs- und die Porenzifferänderungen wurden registriert. Mit steigender Belastungsdauer werden die Proben bei gleicher auflast intensiver verdichtet. Dadurch sinkt der Wert der Vorbelastung. Gleichzeitig ändert sich während der Belastung die Wasserspannung, denn als Folge der Komprimierung werden die Porenquerschnitte enger und deshalb der Wassersättigungsgrad höher. Damit einher geht je nach verbleibender Bodenfestigkeit auch eine flüssige Phase. Dies bedeutet, dass eine Änderung des Porenwasserdruckes von negativ (= Wasserspannung) bis hin zu einem positiven Wert (= Porenwasserüberdruck) reichen kann. Bereits unterhalb des nach Casagrande (1936) berechneten Vorbelastungswertes nimmt der Porenwasserdruck deutlich ab. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass Strukturstabilitätseffekte durch Berücksichtigung der Wasserspannungsänderungen während der Belastung quantifiziert werden müssen, um ein vollständiges Bild der Bodendeformation zu erhalten.