Montag, 10. November 2008

Geotechnik 1 - Hausübung 1 - Bodenklassifikation

Hausübung 1

1 Bodenklassifikation
  • 1.1 Sieb- und Schlämmanalyse
  • 1.2 Plastische Eigenschaften bindiger Böden

Deckblatt / Titelseite:

  • selbstständig arbeiten
  • semesterbegleitend
  • Fehlende Angaben unter Berücksichtigung der einschlägigen Normen (insbesondere DIN 1054: 2005-01
  • unvollständige Hausübungen werden nicht zur Korrektur angenommen
  • für die Zulassung zur Klausur im Frühjahr werden die Aufgaben 1 bis 6 benötigt
  • Aufgabe 7 ist fakultativ
  • nach vollständiger Bearbeitung erfolgt Kolloquium
  • Termine in der 4.KW 2009
  • Verwendung von Software wie GGU zur Lösung der HU ist nicht zulässig
Blatt 2

Einwirkung bzw. Beanspruchung
  • GZ 1A: Grenzzustand des Verluste der Lagesicherheit
  • GZ 1B: Grenzzustand des Versagens von Bauwerken und Bauteilen
  • GZ 1C: Grenzzustand des Verlustes der Gesamtsicherheit
  • GZ 2: Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
Formelzeichen
  • ...
Lastfall
  • LF 1
  • LF 2
  • LF 3
Tabelle 3 - Teilsicherheitsbeiwerte für Widerstände

Widerstand
  • Bodenwiderstände
  • Pfahlwiderstände
  • Verpressankerwiderstände
  • Scherfestigkeit
  • Herausziehwiderstände
Blatt 3

Aufgabe 1

Bestimmung der Korngrößenverteilung eines aus bindigen und nichtbindigen Anteilen bestehenden Bodens
  • kombinierte Sieb-Schlämmanalyse nach DIN 18123
  • Siebung einer Teilprobe A eines Bodens (Probenmenge mtA = 211,5 g)
  • mtA = 211,5 + 2 * (A+B+C+D+E+F) [g] => Matrikelnummer !!!
  • in Anlage 1 werden die Massenanteile der Siebrückstände für die einzelnen Korngrößen ermittelt
  • es wird eine Teilprobe B (Probenmenge mtB = 35,10 g , Kornanteile d<0,125>
  • in Anlage 2 werden die Ergebnisse der Schlämmanalyse festgehalten
  • Die Korndichte des untersuchten Bodens beträgt ρs=2,65g/cm³


Vorgehensweise:

nicht bindig, z.B. Sand und Kies

Ermittlung der Körnerverteilung

Abhängig vom Anteil über und unter 0,063mm
  • Korngrößen > 0,063 => Siebung / trocken
  • Korngrößen < 063mm =""> Sedimentation (Schlämmanalyse)
kombinierte Analyse
  • d<0,125mm<20%> Sedimantationssiebung
  • d<0,125mm>20% => Probe aufteilen (A und B)
Zweimal sieben
  • A: Trockensiebung
  • B: Sedimentation
bindig, z.B. Ton und Schluff
  • Ermittlung der Zustandsgrößen
  • Fließgrenze Wl
  • Ausrollgrenze Wp
  • Schrumpfgrenze Ws
Hausübung: nur Rückstände + Summe der Rückstände
  • Teilprobe A: durch das Sieb
  • es bleiben ca. 20% Körner übrig, deren Durchmesser kleiner als d<0.125 style="color: rgb(0, 0, 0);">ist
  • diese neue Teilprobe B wird erneut gesiebt
  • es bleiben ca. 10 % Körner übrig, deren Durchmesser kleiner als d<0,05mm style="color: rgb(0, 0, 0);">ist
  • => 0,2 * 0,1 = 2%
  • => es bleiben also 2% Körner von der Gesamtprobe übrig, deren Durchmesser d<0,05 style="color: rgb(0, 0, 0);">ist
Die Korndichte des untersuchten Bodens beträgt rho=2,65g/cm³

a) Werten Sie die kombinierten Sieb-Schlämmanalysen in den Anlagen 1-1, 1-2 und 1-3 aus und stellen Sie die Körnungslinie in Anlage 1-4 dar.

b) Klassifizieren Sie den untersuchten Boden nach DIN 18196 (Abb. 1-1) und geben Sie das entsprechende Kurzzeichen an.

Anlage 1-1: Standardformblatt für Teilprobe A
  • Siebung für Teilprobe A (grobe Körnung)
  • Masse hat ursprünglich 211,5 g
  • in Kombination mit Matrikelnummer erhalte ich einen Summenrückstand von 251,3 g
  • Siebverlust
  • leere Felder ausfüllen
Anlage 1-2: Standardformblatt für Teilprobe B
  • Sedimentation für Teilprobe B (feine Körnung)
  • Korrekturfaktor
  • Diagramm
  • leere Felder ausfüllen und ermitteln
Anlage 1-3: Gesetze nach Stoke, nach Schlüssel arbeiten, Verbindungslinien zwischen den einzelnen Skalen erzeugen !
  • 1) Korndichte qs = 2,65 [g/cm³] => Punkt markieren
  • 2) Temperatur T = 20 [°C] => auftragen
  • Linie von qs=2,65 nach T=20 ziehen, wir erhalten
  • 3) Gesetz von Stoke = 11.3
  • 4) verbesserte Aräometerablesung = 14
  • 5) Sekunden = hier 2min
  • Linie von 14 nach 2 ziehen, wir erhalten
  • 6) Geschwindigkeit v [cm/s] = 0,11
  • Linie ziehen von 0,11 nach 3) = 11,2, wir erhalten
  • 7) Korndurchmesser 0,037 !!!
aus Ablesung + Temperatur erhalten wir den gesuchten Wert !

Anlage 1-4: Bodenklassifikation
  • Körnungskennlinie erstellen
  • größtes Korn liegt bei 4mm v.Korndurchmesser
  • wir fangen an vom Kieskorn, über Sandkorn bis Schluffkorn aufzutragen
  • 4 mm: hier fallen alle durch das Sieb
  • ab 2mm: 95 % gehen durch => Wert auftragen
  • ab 1mm: 48,9 % fallen durch => Wert auftragen
Seite 1.6: Bodenklassifikation
  • S4 genaue Unterteil
  • ST aus plastischen Eigenschaften

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Häufig gestellte Fragen

Die verbesserte Aräometerablesung ist kleiner als 5. Wie gehe ich dann vor?
  • Für Werte kleiner 5 kann die Achse gedanklich weitergeführt werden (Extrapolieren). Die logarithmische Teilung kann durch Vergrößerung der Achsenabschnitte (für eine Einheit) um ca. 1 mm berücksichtigt werden.
Aräometer:
Informationen zum Modul „Grundlagen der Geotechnik“

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