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 = 125 kPaSandTonCc​ = 0,25e0​ = 0,65σ′0​ = 45 kPa10 mGrundwasserspiegel

Eine 10 m dicke Schicht aus normal konsolidiertem Ton (Cc = 0,25, e₀ = 0,65) hat in ihrer Mitte eine effektive Vertikalspannung von 45 kPa. Eine ausgedehnte Aufschüttung erhöht die Vertikalspannung im Ton um 125 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 10 mCc = 0,25e0 = 0,65σ′0 = 45 kPaΔσ = 125 kPa
S = mm
2.Leicht
Δσ = 40 kPaSandγ = 18 kN/m³3 mTonγsat​ = 18,5 kN/m³Cc​ = 0,4, e0​ = 1,3510 mGrundwasserspiegelX

Eine 10 m dicke, normal konsolidierte Tonschicht (γsat = 18,5 kN/m³, Cc = 0,4, e₀ = 1,35) 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 40 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 = 10 m, γsat = 18,5 kN/m³γw = 9,81 kN/m³Cc = 0,4e0 = 1,35Δσ = 40 kPa
S = mm
3.Mittel
Δσ = 170 kPaSandTonCc​ = 0,45, Cr​ = 0,03e0​ = 0,95σ′0​ = 45 kPaOCR = 2,53 mGrundwasserspiegel

Eine 3 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,45, Cr = 0,03 und e₀ = 0,95. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 45 kPa und der Überkonsolidierungsgrad OCR = 2,5. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 170 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 3 mCc = 0,45Cr = 0,03e0 = 0,95σ′0 = 45 kPaOCR = 2,5Δσ = 170 kPa
S = mm
4.Mittel
Δσ = 130 kPaSandTonCc​ = 0,4, Cr​ = 0,02e0​ = 0,8σ′0​ = 80 kPaσ′p​ = 190 kPa2,5 mGrundwasserspiegel

Eine 2,5 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,4, Cr = 0,02 und e₀ = 0,8. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 80 kPa und die Vorbelastungsspannung 190 kPa. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 130 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 2,5 mCc = 0,4Cr = 0,02e0 = 0,8σ′0 = 80 kPaσ′p = 190 kPaΔσ = 130 kPa
S = mm
5.Schwer
SandTonH = 4 mcv​ = 1,2 m²/Jahr4 mundurchlässiger FelsGrundwasserspiegel

Eine 4 m dicke Tonschicht hat einen Konsolidationsbeiwert cv = 1,2 m²/Jahr. Sie liegt auf undurchlässigem Fels, mit Sand darüber, das Wasser kann also nur oben austreten. Für 60 % mittlere Konsolidation ist der Zeitfaktor Tv = 0,287. Wie viele Jahre t braucht die Schicht, um 60 % Konsolidation zu erreichen?

H = 4 mcv = 1,2 m²/JahrU = 60%Tv = 0,287einseitige Entwässerung
t = Jahre
6.Schwer
SandTonH = 2,5 mcv​ = 1 m²/Jahr2,5 mundurchlässiger FelsGrundwasserspiegel

Eine 2,5 m dicke Tonschicht hat einen Konsolidationsbeiwert cv = 1 m²/Jahr. Sie liegt auf undurchlässigem Fels, mit Sand darüber, das Wasser kann also nur oben austreten. Für 90 % mittlere Konsolidation ist der Zeitfaktor Tv = 0,848. Wie viele Jahre t braucht die Schicht, um 90 % Konsolidation zu erreichen?

H = 2,5 mcv = 1 m²/JahrU = 90%Tv = 0,848einseitige Entwässerung
t = Jahre

Lösungsschlüssel

  1. 1. S = 874,6 mm
  2. 2. S = 254,2 mm
  3. 3. S = 213,1 mm
  4. 4. S = 34,58 mm
  5. 5. t = 3,827 Jahre
  6. 6. t = 5,3 Jahre

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