Geotechnik最新文献

Strömungsvorgänge während des Vereisungsvorgangs von fein- und gemischtkörnigen Böden führen zur Frosthebung infolge Eislinsenbildung. Damit ist der Strömungsvorgang ein entscheidender Faktor zur Abschätzung der Frosthebung sowie nach dem Auftauvorgang resultierender Tausetzung. Es wurden eindimensionale Vereisungsversuche in einem geschlossenen System ohne Wasserverfügbarkeit sowie in einem offenen System mit Wasserverfügbarkeit durchgeführt. Hier wurde der Einfluss unterschiedlicher Temperaturgradienten (3,4 °C/cm, ~5,5 °C/cm, ~7,5 °C/cm) eines gesättigten Tons auf Parameter wie Rate des zuströmenden Wassers, Frosthebung und Tausetzung untersucht und diskutiert. Versuchsergebnisse zeigen, dass mit zunehmendem Temperaturgradienten die Werte der untersuchten Parameter ebenso zunehmen. Die Rate des zuströmenden Wassers während des Vereisungsvorgangs wird mithilfe eines Modells unter Berücksichtigung der tonmineralogischen Eigenschaften rechnerisch abgeschätzt. Die zur Anwendung des Modells erforderlichen Parameter werden zudem in unterschiedlichem Ausmaß durch den Temperaturgradienten beeinflusst. Mithilfe des vorgestellten Ansatzes kann eine Prognose zur Frosthebung sowie Tausetzung erfolgen.

Im Rahmen des Forschungsprojekts “Optimierung der Rütteldruckverdichtung” wurde eine Weiterentwicklung der Rütteldruckverdichtung vorgenommen. Das Ziel des Projekts bestand in einem ersten Schritt darin, das Verfahren im Allgemeinen besser zu verstehen. Im Rahmen der Untersuchungen wurden beispielsweise die Auswirkungen von Veränderungen hinsichtlich der Verdichtungsmethode sowie die Auswirkung einer Änderung der Frequenz auf das Bewegungsverhalten und auf die Verdichtung evaluiert. Im Zuge der Forschungsarbeiten wurde die aktuelle Motorstromaufnahme, durch ergänzende Regelungsgrößen erweitert. Um die zuvor genannten Ziele zu erreichen, wurde ein Modellversuchsstand im entsprechenden Maßstab errichtet. Nach der Auswertung der Versuche konnten reproduzierbare Verhaltensweisen festgestellt werden, welche in einem Regelungsalgorithmus zusammengefasst wurden. Im Rahmen der Untersuchungen wurden die Schwingwegamplitude, der neu eingeführte Sensorphasenwinkel sowie der Vorlaufwinkel als potenzielle Regelungsparameter identifiziert. Die genannten Parameter spiegeln das Verhalten des umgebenden Bodens wider und dienen der automatischen Anpassung der Verdichtungsfrequenz und -zeit. Die Eignung dieser Regelung sowie der gewonnenen Erkenntnisse wurde anhand von Feldversuchen überprüft und daraus Umsetzungsempfehlungen abgeleitet, um das Ziel der Optimierung der Rütteldruckverdichtung auf Baustellen in naher Zukunft zu erreichen.

In der Hamburger HafenCity wird derzeit, direkt am Oberhafenkanal gelegen, der Elbtower in unmittelbarer Nachbarschaft zum S-Bahnhof Elbbrücken gebaut. Das Baufeld liegt im Kreuzungsbereich zweier eiszeitlich geprägter Rinnen und weist ein ausgeprägtes Relief der Tertiäroberfläche sowie eine heterogene Baugrundschichtung bis weit unterhalb der geplanten Gründungsebene auf. Als Ergebnis umfangreicher Planungen, Baugrunderkundungen sowie Pfahlprobebelastungen waren zur Gründung des Turmes 63 Großbohrpfähle mit einer Bohrtiefe von 83 Metern zu erstellen. Daneben wurden aufwendige Sicherungsmaßnahmen für die Baugrube sowie umfangreiche Gründungen für Sockelbereich und Nebenbauwerke geplant und auf engstem Raum mit hohen Ansprüchen an zeitliche und herstellungstechnische Vorgaben umgesetzt. Dieser Bericht zeigt einen Auszug der nicht alltäglichen Herausforderungen bei diesem Projekt.

Im vorliegenden Beitrag soll die Frage beantwortet werden, wie die In-situ-Eigenschaften von Bohrproben eines typischen veränderlich festen Gesteins von der Probenentnahme bis zur Laboruntersuchung möglichst unverändert erhalten bleiben. Die Auswahl der Varianten orientiert sich an der oberflächennahen (d. h. hier bis 50 m Tiefe) geotechnischen Erkundungspraxis in Deutschland. Variiert wurden die Bohrspülung (Klarwasserspülung, wasserbasierte Antisolspülung) sowie die Lagerungsbedingungen (konventionelle Lagerung im Liner ohne weitere Zusätze, Lagerung in Salzlösung [c = 2,5 g NaCl/l], Einfluss der Probentrocknung). Als Parameter für den Vergleich der Varianten dient die Bruchfestigkeit der gesättigten Proben im Triaxialversuch. Es wird untersucht, inwieweit relevante Unterschiede hinsichtlich der Bruchfestigkeiten zwischen den Probenentnahmevarianten festzustellen sind. An Proben, die zehn Minuten bzw. sieben Tage in Laborumgebung getrocknet wurden, wird gezeigt, dass der Erhalt des In-situ-Wassergehalts von größerer Bedeutung ist als der Einfluss der Bohrspülung oder der Lagerungsvariante. Wenige Minuten Trocknung reichen für die Entstehung von Mikrorissen und Änderung der Festigkeitseigenschaften aus. Zudem werden praktische Hinweise zum Umgang mit veränderlich festen Gesteinen in Triaxialversuchen gegeben.

Zum Titelbild: In den Lausitzer Braunkohlentagebauen wurde der zur Kohlefreilegung abgetragene Abraum großflächig verkippt. Die locker gelagerten Kippenböden sind bei Wasseraufsättigung infolge des Grundwasserwiederanstieges äußerst verflüssigungsempfindlich und der Einsatz schwerer Geräte für die Sanierung angesichts der geotechnischen Gefährdungen war nicht möglich. Als innovatives Verfahren wurde die Verfüllung von Tieflagen mit Perlite ausgearbeitet, wobei dieser aus sicherer Entfernung über Schlauchleitungen herantransportiert und eingebaut werden kann (Beitrag Soltau, P. et al., S. 48–56).