Arbeitsblatt Konsolidationssetzung mit Lösungen

Eine 5 m dicke Schicht aus normal konsolidiertem Ton (C_c = 0,25, e₀ = 0,85) hat in ihrer Mitte eine effektive Vertikalspannung von 100 kPa. Eine ausgedehnte Aufschüttung erhöht die Vertikalspannung im Ton um 65 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Eine 10 m dicke, normal konsolidierte Tonschicht (γ_sat = 19 kN/m³, C_c = 0,15, e₀ = 0,8) liegt unter 4,5 m Sand (γ = 19 kN/m³). Der Grundwasserspiegel liegt an der Oberkante des Tons; verwende γ_w = 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.

Eine 5 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat C_c = 0,3, C_r = 0,04 und e₀ = 0,65. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 90 kPa und die Vorbelastungsspannung 140 kPa. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 45 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Eine 6 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat C_c = 0,3, C_r = 0,06 und e₀ = 0,6. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 40 kPa und die Vorbelastungsspannung 150 kPa. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 260 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

In einem Ödometerversuch im Labor erreicht eine 25 mm dicke Tonprobe, die oben und unten entwässert, in 8 min 50 % Konsolidation. Im Feld bildet derselbe Ton eine 4,5 m dicke Schicht. Sie liegt zwischen zwei Sandschichten, das Wasser kann also oben und unten austreten. Wie viele Tage t braucht die Schicht im Feld, um 50 % Konsolidation zu erreichen?

Eine 5,5 m dicke Tonschicht hat einen Konsolidationsbeiwert c_v = 1 m²/Jahr. Sie liegt auf undurchlässigem Fels, mit Sand darüber, das Wasser kann also nur oben austreten. Für 50 % mittlere Konsolidation ist der Zeitfaktor T_v = 0,197. Wie viele Jahre t braucht die Schicht, um 50 % Konsolidation zu erreichen?