Arbeitsblatt Konsolidationssetzung mit Lösungen

Eine 3,5 m dicke Schicht aus normal konsolidiertem Ton (C_c = 0,45, e₀ = 0,9) hat in ihrer Mitte eine effektive Vertikalspannung von 105 kPa. Eine ausgedehnte Aufschüttung erhöht die Vertikalspannung im Ton um 70 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Eine 6,5 m dicke Schicht aus normal konsolidiertem Ton (C_c = 0,25, e₀ = 0,65) hat in ihrer Mitte eine effektive Vertikalspannung von 40 kPa. Eine ausgedehnte Aufschüttung erhöht die Vertikalspannung im Ton um 130 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Eine 7 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat C_c = 0,4, C_r = 0,04 und e₀ = 1,05. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 100 kPa und der Überkonsolidierungsgrad OCR = 3. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 150 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Eine 8 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat C_c = 0,4, C_r = 0,06 und e₀ = 0,65. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 85 kPa und die Vorbelastungsspannung 165 kPa. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 60 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Eine 9 m dicke Tonschicht hat einen Konsolidationsbeiwert c_v = 0,8 m²/Jahr. Sie liegt zwischen zwei Sandschichten, das Wasser kann also oben und unten austreten. Für 80 % mittlere Konsolidation ist der Zeitfaktor T_v = 0,567. Wie viele Jahre t braucht die Schicht, um 80 % Konsolidation zu erreichen?

In einem Ödometerversuch im Labor erreicht eine 25 mm dicke Tonprobe, die oben und unten entwässert, in 5 min 50 % Konsolidation. Im Feld bildet derselbe Ton eine 3,5 m dicke Schicht. Sie liegt auf undurchlässigem Fels, mit Sand darüber, das Wasser kann also nur oben austreten. Wie viele Tage t braucht die Schicht im Feld, um 50 % Konsolidation zu erreichen?