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 = 35 kPaSandTonCc​ = 0,15e0​ = 1σ′0​ = 90 kPa9 mGrundwasserspiegel

Eine 9 m dicke Schicht aus normal konsolidiertem Ton (Cc = 0,15, e₀ = 1) hat in ihrer Mitte eine effektive Vertikalspannung von 90 kPa. Eine ausgedehnte Aufschüttung erhöht die Vertikalspannung im Ton um 35 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 9 mCc = 0,15e0 = 1σ′0 = 90 kPaΔσ = 35 kPa
S = mm
2.Leicht
Δσ = 50 kPaSandγ = 17,5 kN/m³5,5 mTonγsat​ = 19 kN/m³Cc​ = 0,5, e0​ = 1,39 mGrundwasserspiegelX

Eine 9 m dicke, normal konsolidierte Tonschicht (γsat = 19 kN/m³, Cc = 0,5, e₀ = 1,3) liegt unter 5,5 m Sand (γ = 17,5 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 50 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Sand: Hs = 5,5 m, γ = 17,5 kN/m³Ton: H = 9 m, γsat = 19 kN/m³γw = 9,81 kN/m³Cc = 0,5e0 = 1,3Δσ = 50 kPa
S = mm
3.Mittel
Δσ = 100 kPaSandTonCc​ = 0,25, Cr​ = 0,06e0​ = 0,8σ′0​ = 110 kPaσ′p​ = 150 kPa3,5 mGrundwasserspiegel

Eine 3,5 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,25, Cr = 0,06 und e₀ = 0,8. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 110 kPa und die Vorbelastungsspannung 150 kPa. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 100 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 3,5 mCc = 0,25Cr = 0,06e0 = 0,8σ′0 = 110 kPaσ′p = 150 kPaΔσ = 100 kPa
S = mm
4.Mittel
Δσ = 90 kPaSandTonCc​ = 0,35, Cr​ = 0,02e0​ = 0,8σ′0​ = 65 kPaOCR = 36 mGrundwasserspiegel

Eine 6 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,35, Cr = 0,02 und e₀ = 0,8. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 65 kPa und der Überkonsolidierungsgrad OCR = 3. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 90 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 6 mCc = 0,35Cr = 0,02e0 = 0,8σ′0 = 65 kPaOCR = 3Δσ = 90 kPa
S = mm
5.Schwer
SandTonH = 3,5 mcv​ = 5 m²/Jahr3,5 mundurchlässiger FelsGrundwasserspiegel

Eine 3,5 m dicke Tonschicht hat einen Konsolidationsbeiwert cv = 5 m²/Jahr. Sie liegt auf undurchlässigem Fels, mit Sand darüber, das Wasser kann also nur oben austreten. Für 70 % mittlere Konsolidation ist der Zeitfaktor Tv = 0,403. Wie viele Jahre t braucht die Schicht, um 70 % Konsolidation zu erreichen?

H = 3,5 mcv = 5 m²/JahrU = 70%Tv = 0,403einseitige Entwässerung
t = Jahre
6.Schwer
SandTonH = 9,5 mcv​ = 1,2 m²/Jahr9,5 mundurchlässiger FelsGrundwasserspiegel

Eine 9,5 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 70 % mittlere Konsolidation ist der Zeitfaktor Tv = 0,403. Wie viele Jahre t braucht die Schicht, um 70 % Konsolidation zu erreichen?

H = 9,5 mcv = 1,2 m²/JahrU = 70%Tv = 0,403einseitige Entwässerung
t = Jahre

Lösungsschlüssel

  1. 1. S = 96,3 mm
  2. 2. S = 263,4 mm
  3. 3. S = 86,75 mm
  4. 4. S = 25,16 mm
  5. 5. t = 0,9873 Jahre
  6. 6. t = 30,31 Jahre

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