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 = 110 kPaSandTonCc​ = 0,4e0​ = 0,7σ′0​ = 85 kPa4 mGrundwasserspiegel

Eine 4 m dicke Schicht aus normal konsolidiertem Ton (Cc = 0,4, e₀ = 0,7) hat in ihrer Mitte eine effektive Vertikalspannung von 85 kPa. Eine ausgedehnte Aufschüttung erhöht die Vertikalspannung im Ton um 110 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 4 mCc = 0,4e0 = 0,7σ′0 = 85 kPaΔσ = 110 kPa
S = mm
2.Leicht
Δσ = 120 kPaSandγ = 19 kN/m³5 mTonγsat​ = 17,5 kN/m³Cc​ = 0,35, e0​ = 1,48 mGrundwasserspiegelX

Eine 8 m dicke, normal konsolidierte Tonschicht (γsat = 17,5 kN/m³, Cc = 0,35, e₀ = 1,4) liegt unter 5 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 120 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Sand: Hs = 5 m, γ = 19 kN/m³Ton: H = 8 m, γsat = 17,5 kN/m³γw = 9,81 kN/m³Cc = 0,35e0 = 1,4Δσ = 120 kPa
S = mm
3.Mittel
Δσ = 10 kPaSandTonCc​ = 0,5, Cr​ = 0,02e0​ = 0,75σ′0​ = 100 kPaσ′p​ = 130 kPa3 mGrundwasserspiegel

Eine 3 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,5, Cr = 0,02 und e₀ = 0,75. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 100 kPa und die Vorbelastungsspannung 130 kPa. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 10 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 3 mCc = 0,5Cr = 0,02e0 = 0,75σ′0 = 100 kPaσ′p = 130 kPaΔσ = 10 kPa
S = mm
4.Mittel
Δσ = 190 kPaSandTonCc​ = 0,3, Cr​ = 0,06e0​ = 1,2σ′0​ = 105 kPaOCR = 1,55,5 mGrundwasserspiegel

Eine 5,5 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,3, Cr = 0,06 und e₀ = 1,2. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 105 kPa und der Überkonsolidierungsgrad OCR = 1,5. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 190 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 5,5 mCc = 0,3Cr = 0,06e0 = 1,2σ′0 = 105 kPaOCR = 1,5Δσ = 190 kPa
S = mm
5.Schwer
SandTonH = 9,5 mcv​ = 0,8 m²/Jahr9,5 mSandGrundwasserspiegel

Eine 9,5 m dicke Tonschicht hat einen Konsolidationsbeiwert cv = 0,8 m²/Jahr. Sie liegt zwischen zwei Sandschichten, das Wasser kann also oben und unten austreten. Für 90 % mittlere Konsolidation ist der Zeitfaktor Tv = 0,848. Wie viele Jahre t braucht die Schicht, um 90 % Konsolidation zu erreichen?

H = 9,5 mcv = 0,8 m²/JahrU = 90%Tv = 0,848zweiseitige Entwässerung
t = Jahre
6.Schwer
SandTonH = 3,5 mcv​ = 2,5 m²/Jahr3,5 mSandGrundwasserspiegel

Eine 3,5 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 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 = 2,5 m²/JahrU = 70%Tv = 0,403zweiseitige Entwässerung
t = Jahre

Lösungsschlüssel

  1. 1. S = 339,4 mm
  2. 2. S = 339,5 mm
  3. 3. S = 1,419 mm
  4. 4. S = 230,8 mm
  5. 5. t = 23,92 Jahre
  6. 6. t = 0,4937 Jahre

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