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:

• Aräometer
  

Informationen zum Modul „Grundlagen der Geotechnik“

• Voraussetzungen zur Teilnahme an der Klausur im F´09 „Grundlagen der Geotechnik I, B.Sc.“: