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 = 90 kPaSandγ = 18,5 kN/m³4,5 mTonγsat​ = 17,5 kN/m³Cc​ = 0,2, e0​ = 1,258 mGrundwasserspiegelX

Eine 8 m dicke, normal konsolidierte Tonschicht (γsat = 17,5 kN/m³, Cc = 0,2, e₀ = 1,25) liegt unter 4,5 m Sand (γ = 18,5 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 90 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

Sand: Hs = 4,5 m, γ = 18,5 kN/m³Ton: H = 8 m, γsat = 17,5 kN/m³γw = 9,81 kN/m³Cc = 0,2e0 = 1,25Δσ = 90 kPa
S = mm
2.Leicht
Δσ = 30 kPaSandTonCc​ = 0,4e0​ = 1,35σ′0​ = 100 kPa4,5 mGrundwasserspiegel

Eine 4,5 m dicke Schicht aus normal konsolidiertem Ton (Cc = 0,4, e₀ = 1,35) hat in ihrer Mitte eine effektive Vertikalspannung von 100 kPa. Eine ausgedehnte Aufschüttung erhöht die Vertikalspannung im Ton um 30 kPa. Betrachte die Schicht als eine Teilschicht mit den Spannungen in ihrer Mitte. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 4,5 mCc = 0,4e0 = 1,35σ′0 = 100 kPaΔσ = 30 kPa
S = mm
3.Mittel
Δσ = 20 kPaSandTonCc​ = 0,45, Cr​ = 0,05e0​ = 0,9σ′0​ = 85 kPaOCR = 1,56,5 mGrundwasserspiegel

Eine 6,5 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,45, Cr = 0,05 und e₀ = 0,9. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 85 kPa und der Überkonsolidierungsgrad OCR = 1,5. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 20 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 6,5 mCc = 0,45Cr = 0,05e0 = 0,9σ′0 = 85 kPaOCR = 1,5Δσ = 20 kPa
S = mm
4.Mittel
Δσ = 10 kPaSandTonCc​ = 0,2, Cr​ = 0,05e0​ = 0,9σ′0​ = 115 kPaσ′p​ = 215 kPa4,5 mGrundwasserspiegel

Eine 4,5 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,2, Cr = 0,05 und e₀ = 0,9. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 115 kPa und die Vorbelastungsspannung 215 kPa. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 10 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 4,5 mCc = 0,2Cr = 0,05e0 = 0,9σ′0 = 115 kPaσ′p = 215 kPaΔσ = 10 kPa
S = mm
5.Schwer
SandTonH = 2,5 mcv​ = 0,5 m²/Jahr2,5 mundurchlässiger FelsGrundwasserspiegel

Eine 2,5 m dicke Tonschicht hat einen Konsolidationsbeiwert cv = 0,5 m²/Jahr. Sie liegt auf undurchlässigem Fels, mit Sand darüber, das Wasser kann also nur oben austreten. Für 80 % mittlere Konsolidation ist der Zeitfaktor Tv = 0,567. Wie viele Jahre t braucht die Schicht, um 80 % Konsolidation zu erreichen?

H = 2,5 mcv = 0,5 m²/JahrU = 80%Tv = 0,567einseitige Entwässerung
t = Jahre
6.Schwer
SandTonH = 2 mcv​ = 0,8 m²/Jahr2 mundurchlässiger FelsGrundwasserspiegel

Eine 2 m dicke Tonschicht hat einen Konsolidationsbeiwert cv = 0,8 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 = 2 mcv = 0,8 m²/JahrU = 70%Tv = 0,403einseitige Entwässerung
t = Jahre

Lösungsschlüssel

  1. 1. S = 179,7 mm
  2. 2. S = 87,28 mm
  3. 3. S = 15,7 mm
  4. 4. S = 4,288 mm
  5. 5. t = 7,088 Jahre
  6. 6. t = 2,015 Jahre

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