Arbeitsblatt Konsolidationssetzung mit Lösungen

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1.Leicht
Δσ = 95 kPaSandγ = 17 kN/m³6 mTonγsat​ = 18,5 kN/m³Cc​ = 0,35, e0​ = 0,854 mGrundwasserspiegelX

Eine 4 m dicke, normal konsolidierte Tonschicht (γsat = 18,5 kN/m³, Cc = 0,35, e₀ = 0,85) liegt unter 6 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 = 6 m, γ = 17 kN/m³Ton: H = 4 m, γsat = 18,5 kN/m³γw = 9,81 kN/m³Cc = 0,35e0 = 0,85Δσ = 95 kPa
S = mm
2.Leicht
Δσ = 70 kPaSandγ = 18 kN/m³3 mTonγsat​ = 17,5 kN/m³Cc​ = 0,25, e0​ = 0,758 mGrundwasserspiegelX

Eine 8 m dicke, normal konsolidierte Tonschicht (γsat = 17,5 kN/m³, Cc = 0,25, e₀ = 0,75) 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 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 = 18 kN/m³Ton: H = 8 m, γsat = 17,5 kN/m³γw = 9,81 kN/m³Cc = 0,25e0 = 0,75Δσ = 70 kPa
S = mm
3.Mittel
Δσ = 55 kPaSandTonCc​ = 0,2, Cr​ = 0,04e0​ = 1σ′0​ = 80 kPaσ′p​ = 160 kPa2,5 mGrundwasserspiegel

Eine 2,5 m dicke, überkonsolidierte Tonschicht hat Cc = 0,2, Cr = 0,04 und e₀ = 1. In ihrer Mitte beträgt die effektive Vertikalspannung 80 kPa und die Vorbelastungsspannung 160 kPa. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 55 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 2,5 mCc = 0,2Cr = 0,04e0 = 1σ′0 = 80 kPaσ′p = 160 kPaΔσ = 55 kPa
S = mm
4.Mittel
Δσ = 130 kPaSandTonCc​ = 0,3, Cr​ = 0,06e0​ = 1,2σ′0​ = 40 kPaOCR = 2,55,5 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 40 kPa und der Überkonsolidierungsgrad OCR = 2,5. Ein neues Gebäude erhöht die Vertikalspannung in der Schichtmitte um 130 kPa. Bestimme die Primärkonsolidationssetzung S in mm.

H = 5,5 mCc = 0,3Cr = 0,06e0 = 1,2σ′0 = 40 kPaOCR = 2,5Δσ = 130 kPa
S = mm
5.Schwer
SandTonH = 8,5 m8,5 mSandGrundwasserspiegel

In einem Ödometerversuch im Labor erreicht eine 19 mm dicke Tonprobe, die oben und unten entwässert, in 8 min 50 % Konsolidation. Im Feld bildet derselbe Ton eine 8,5 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 = 8 minH = 8,5 mFeld: zweiseitige Entwässerung
t = Tage
6.Schwer
SandTonH = 9,5 m9,5 mSandGrundwasserspiegel

In einem Ödometerversuch im Labor erreicht eine 19 mm dicke Tonprobe, die oben und unten entwässert, in 15 min 50 % Konsolidation. Im Feld bildet derselbe Ton eine 9,5 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 = 15 minH = 9,5 mFeld: zweiseitige Entwässerung
t = Tage

Lösungsschlüssel

  1. 1. S = 192,4 mm
  2. 2. S = 298,8 mm
  3. 3. S = 11,36 mm
  4. 4. S = 232,5 mm
  5. 5. t = 1112 Tage
  6. 6. t = 2604 Tage

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