Arbeitsblatt Konsolidationssetzung mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Konsolidationssetzung zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
Δσ = 90 kPaSandTonCc​ = 0,6e0​ = 1,05σ′0​ = 115 kPa2,5 mGrundwasserspiegel

Eine 2,5 m dicke Schicht aus normal konsolidiertem Ton (Cc = 0,6, e₀ = 1,05) hat in ihrer Mitte eine effektive Vertikalspannung von 115 kPa. Eine ausgedehnte Aufschüttung erhöht die Vertikalspannung im Ton um 90 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 2,5 mCc = 0,6e0 = 1,05σ′0 = 115 kPaΔσ = 90 kPa
S = mm
2.Leicht
Δσ = 85 kPaSandγ = 18 kN/m³3 mTonγsat​ = 19 kN/m³Cc​ = 0,25, e0​ = 0,69 mGrundwasserspiegelX

Eine 9 m dicke, normal konsolidierte Tonschicht (γsat = 19 kN/m³, Cc = 0,25, e₀ = 0,6) liegt unter 3 m Sand (γ = 18 kN/m³). Der Grundwasserspiegel liegt an der Oberkante des Tons; verwende γw = 9,81 kN/m³. Eine ausgedehnte Aufschüttung erhöht die Vertikalspannung im ganzen Ton um 85 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Sand: Hs = 3 m, γ = 18 kN/m³Ton: H = 9 m, γsat = 19 kN/m³γw = 9,81 kN/m³Cc = 0,25e0 = 0,6Δσ = 85 kPa
S = mm
3.Mittel
Δσ = 100 kPaSandTonCc​ = 0,45, Cr​ = 0,05e0​ = 0,8σ′0​ = 70 kPaOCR = 38 mGrundwasserspiegel

Eine 8 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,45, Cr = 0,05 und e₀ = 0,8. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 70 kPa und der Überkonsolidierungsgrad OCR = 3. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 100 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 8 mCc = 0,45Cr = 0,05e0 = 0,8σ′0 = 70 kPaOCR = 3Δσ = 100 kPa
S = mm
4.Mittel
Δσ = 190 kPaSandTonCc​ = 0,35, Cr​ = 0,03e0​ = 0,6σ′0​ = 40 kPaOCR = 38 mGrundwasserspiegel

Eine 8 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,35, Cr = 0,03 und e₀ = 0,6. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 40 kPa und der Überkonsolidierungsgrad OCR = 3. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 190 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 8 mCc = 0,35Cr = 0,03e0 = 0,6σ′0 = 40 kPaOCR = 3Δσ = 190 kPa
S = mm
5.Schwer
SandTonH = 7 mcv​ = 2,5 m²/Jahr7 mSandGrundwasserspiegel

Eine 7 m dicke Tonschicht hat einen Konsolidationsbeiwert cv = 2,5 m²/Jahr. Sie liegt zwischen zwei Sandschichten, das Wasser kann also oben und unten austreten. Für 80 % mittlere Konsolidation ist der Zeitfaktor Tv = 0,567. Wie viele Jahre t braucht die Schicht, um 80 % Konsolidation zu erreichen?

H = 7 mcv = 2,5 m²/JahrU = 80%Tv = 0,567zweiseitige Entwässerung
t = Jahre
6.Schwer
SandTonH = 3,5 mcv​ = 3 m²/Jahr3,5 mundurchlässiger FelsGrundwasserspiegel

Eine 3,5 m dicke Tonschicht hat einen Konsolidationsbeiwert cv = 3 m²/Jahr. Sie liegt auf undurchlässigem Fels, mit Sand darüber, das Wasser kann also nur oben austreten. Für 80 % mittlere Konsolidation ist der Zeitfaktor Tv = 0,567. Wie viele Jahre t braucht die Schicht, um 80 % Konsolidation zu erreichen?

H = 3,5 mcv = 3 m²/JahrU = 80%Tv = 0,567einseitige Entwässerung
t = Jahre

Lösungsschlüssel

  1. 1. S = 183,7 mm
  2. 2. S = 389,2 mm
  3. 3. S = 85,63 mm
  4. 4. S = 566 mm
  5. 5. t = 2,778 Jahre
  6. 6. t = 2,315 Jahre

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