Arbeitsblatt Konsolidationssetzung mit Lösungen

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1.Leicht
Δσ = 95 kPaSandγ = 17 kN/m³3 mTonγsat​ = 19 kN/m³Cc​ = 0,5, e0​ = 0,756 mGrundwasserspiegelX

Eine 6 m dicke, normal konsolidierte Tonschicht (γsat = 19 kN/m³, Cc = 0,5, e₀ = 0,75) liegt unter 3 m Sand (γ = 17 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 95 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Sand: Hs = 3 m, γ = 17 kN/m³Ton: H = 6 m, γsat = 19 kN/m³γw = 9,81 kN/m³Cc = 0,5e0 = 0,75Δσ = 95 kPa
S = mm
2.Leicht
Δσ = 70 kPaSandγ = 19 kN/m³3 mTonγsat​ = 19 kN/m³Cc​ = 0,5, e0​ = 0,958 mGrundwasserspiegelX

Eine 8 m dicke, normal konsolidierte Tonschicht (γsat = 19 kN/m³, Cc = 0,5, e₀ = 0,95) liegt unter 3 m Sand (γ = 19 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 70 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Sand: Hs = 3 m, γ = 19 kN/m³Ton: H = 8 m, γsat = 19 kN/m³γw = 9,81 kN/m³Cc = 0,5e0 = 0,95Δσ = 70 kPa
S = mm
3.Mittel
Δσ = 35 kPaSandTonCc​ = 0,45, Cr​ = 0,05e0​ = 0,9σ′0​ = 120 kPaσ′p​ = 170 kPa6 mGrundwasserspiegel

Eine 6 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,45, Cr = 0,05 und e₀ = 0,9. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 120 kPa und die Vorbelastungsspannung 170 kPa. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 35 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 6 mCc = 0,45Cr = 0,05e0 = 0,9σ′0 = 120 kPaσ′p = 170 kPaΔσ = 35 kPa
S = mm
4.Mittel
Δσ = 40 kPaSandTonCc​ = 0,5, Cr​ = 0,05e0​ = 0,7σ′0​ = 75 kPaσ′p​ = 155 kPa5 mGrundwasserspiegel

Eine 5 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,5, Cr = 0,05 und e₀ = 0,7. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 75 kPa und die Vorbelastungsspannung 155 kPa. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 40 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 5 mCc = 0,5Cr = 0,05e0 = 0,7σ′0 = 75 kPaσ′p = 155 kPaΔσ = 40 kPa
S = mm
5.Schwer
SandTonH = 5 m5 mSandGrundwasserspiegel

In einem Ödometerversuch im Labor erreicht eine 19 mm dicke Tonprobe, die oben und unten entwässert, in 10 min 50 % Konsolidation. Im Feld bildet derselbe Ton eine 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?

hlab = 19 mmtlab = 10 minH = 5 mFeld: zweiseitige Entwässerung
t = Tage
6.Schwer
SandTonH = 7,5 m7,5 mundurchlässiger FelsGrundwasserspiegel

In einem Ödometerversuch im Labor erreicht eine 19 mm dicke Tonprobe, die oben und unten entwässert, in 5 min 50 % Konsolidation. Im Feld bildet derselbe Ton eine 7,5 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?

hlab = 19 mmtlab = 5 minH = 7,5 mFeld: einseitige Entwässerung
t = Tage

Lösungsschlüssel

  1. 1. S = 590,1 mm
  2. 2. S = 496,8 mm
  3. 3. S = 17,55 mm
  4. 4. S = 27,3 mm
  5. 5. t = 480,9 Tage
  6. 6. t = 2164 Tage

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