Dissertation Fact Sheet
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Department of Civil, Geo and Environmental Engineering Chair of Soil Mechanics and Foundation Engineering, Rock Mechanics and Tunnelling Prognosemodell zur Vorhersage von Verformungen bei der Verwendung veränderlich fester Gesteine im Erdbau Paula Möller [email protected] Prof. Dr.-Ing. Norbert Vogt Chair of Soil Mechanics and Foundation Engineering, Rock Mechanics and Tunnelling 03/2014 ongoing finished: Zur Schonung natürlicher, mineralischer Rohstoffe soll bei Erdbauprojekten der Anteil vor Ort anstehender, aber erdbautechnisch weniger geeigneter Materialien erhöht werden. Dazu zählen die veränderlich festen Gesteine, deren bodenmechanische Eigenschaften stark von ihrer Zusammensetzung abhängen und die sich durch Verwitterungsvorgänge zeitlich verändern können. Insbesondere Trocknungs-Befeuchtungs-Wechsel fördern entscheidend die Zerfallsprozesse derartiger Gesteine. Verwitterungsbedingte Änderungen der Festigkeiten können zunächst zu Sackungen oder Quellhebungen und langfristig infolge fortschreitender Verwitterung zu anhaltenden Verformungen führen. Daher ist das Tragverhalten verdichteter veränderlich fester Gesteine beim Einsatz im Erd- und Straßenbau regelmäßig kritisch zu betrachten, wenn sie im Erdbau eingesetzt werden sollen. Zu den charakteristischen Eigenschaften in Abhängigkeit von Witterungseinflüssen sowie zu den Ursachen des Zerfalls und der Veränderlichkeit liegen bereits zahlreiche Veröffentlichungen vor. Umfangreiche Untersuchungen werden u. a. zusammengefasst in HEITFELD (1985) vorgestellt. Neuere Forschungsergebnisse liegen von NICKMANN (2009) vor, die einen umfangreichen Überblick über die Ursachen des Zerfalls und der Veränderlichkeit sowie die Versuchsmöglichkeiten zur Klassifizierung der Veränderlichkeit beschreiben. Fact Sheet Paula Möller Chair of Soil Mechanics and Foundation Engineering, Rock Mechanics and Tunnelling Bei den Untersuchungen von BAUMGÄRTEL et al. (2006) konnte im Rahmen von CBR-Versuchen festgestellt werden, dass bei veränderlich festen Gesteinen und feinkörnigen Böden neben der Zusammensetzung auch der Einbauzustand die erdbautechnischen Eigenschaften dieser Böden stark beeinflusst. Daneben führte u. a. HOLZHAUSER (2011) Scherfestigkeitsversuche an veränderlich festen Gesteinen im Hinblick auf Hangbewegungsphänomene durch. von Verformungen entwickelt werden. Die Grenzen des Zerfalls infolge von Witterungseinflüssen sollen aufgezeigt und modellhaft beschrieben werden. Um die Zerfallsparameter von eingebauten und verdichteten veränderlich festen Gesteinen zu analysieren und Verformungen zu erfassen, die in Form von Setzungen sowie Sackungen und Quellhebungen auftreten können, müssen Kompressionsversuche durchgeführt werden. Hierzu liegen jedoch bisher keine Ergebnisse vor, wie sie in Oedometerversuchen gewonnen werden können. Ziel der Forschungsarbeit ist daher, das Verformungsverhalten veränderlich fester Gesteine in Abhängigkeit von unterschiedlichen Einbaubedingungen, Verwitterungszuständen und Sättigungsgraden zu erfassen. Darüber hinaus fehlen Versuche und Erfahrungen zum Verwitterungs- und Verformungsverhalten von veränderlich festen Gesteinen, die in Dammbauwerken eingebaut und verdichtet wurden und anschließend Wassergehaltsänderungen unterliegen können. Dazu sollen TrocknungsBefeuchtungs-Wechselversuche in Oedometern durchgeführt werden und Aufschluss über den Einfluss des Verwitterungsvorgangs auf das Verformungsverhalten eines verdichteten Bodens geben. HEITFELD, K.-H. (1985): Ingenieurgeologische Probleme im Grenzbereich zwischen Locker und Festgestein, Springer Verlag, Berlin. Auf Grundlage der Untersuchungen soll ein ingenieurtechnisches Prognosemodell zur Beurteilung der Gebrauchstauglichkeit von Erdbauwerken und insbesondere zur Vorhersage References BAUMGÄRTEL, T.; HEYER, D.; STIEGELER, R (2006): Aufbereitung und Einbau veränderlich fester Gesteine, Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik, Heft 931, 2006, Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Abteilung Straßenbau, Straßenverkehr, Bonn. HOLZHAUSER, P. S. (2011): Bestimmung der Scherfestigkeit an veränderlich festen Gesteinen im Hinblick auf Hangbewegungsphänomene – Geotechnische, geologische und ingenieurgeologische Aspekte, Münchner Geowissenschaftliche Abhandlungen, Reihe B, Band 17, 2011, Verlag Dr. Friedrich Pfeil, München. NICKMANN, M. (2009): Abgrenzung und Klassifizierung veränderlich fester Gesteine unter ingenieurgeologischen Aspekten, Münchner Geowissenschaftliche Abhandlungen, Reihe B, Band 12, 2009, Verlag Dr. Friedrich Pfeil, München. Stand: 14.12.2015
