Untersuchungen zur Zellenkonstruktion und Auswertung von monotonen Einfachscherversuchen mit Sand

Abstract

Der Einfachscherversuch ist ein anspruchsvoller Laborversuch, der bereits in vielen Studien für die Untersuchung von statischem und zyklischem Bodenverhalten eingesetzt wurde. Trotz der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten wird der Einfachscherversuch nicht verbreitet angewendet und es existieren weder eine Euronorm noch eine deutsche Norm für diese Art von Versuch. In diesem Beitrag werden die Anforderungen an ein Einfachschergerät definiert und die theoretischen Grundlagen zur Ermittlung des Spannungszustands dargestellt. Dazu werden die verschiedenen Gerätetypen für Einfachscherversuche vorgestellt und diskutiert. Um den Einfluss der Testrandbedingungen besser einschätzen zu können, werden monotone Versuche mit Sand an einem eigenen Gerät mit verschiedenen Zellenkonstruktionen durchgeführt. Für die Untersuchung der Probenverformung wird die PIV-Methode eingesetzt. Anhand der Versuchsergebnisse werden die verschiedenen Randbedingungen und deren Einflüsse aufgezeigt und diskutiert sowie Hinweise für die Anwendung und Interpretation von Einfachscherversuchen gegeben.

Investigations of cell construction and evaluation of monotonic simple shear test with sand

The simple shear test is a sophisticated laboratory test which has been used in several studies to investigate static and cyclic soil behaviour. Despite the wide range of possible utilization, the simple shear test is not commonly used and there is no European or German standardization for these types of test. In this article, the requirements for the boundary conditions of a simple shear test are defined and the theoretical principles for determining the stress state are presented. For this purpose, the different types of devices for simple shear tests are shown and discussed. In order to evaluate the influence of the boundary conditions, monotonic tests with sand are carried out on a device with different cell constructions. The PIV method is used to study specimen deformation. Based on the test results, various boundary conditions and their influences are shown and discussed. Furthermore, these results can be used as references for the interpretation of the simple shear tests.