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Prof. Dr.-Ing. Hauke Zachert ⋅ Institut für Geotechnik der TU Darmstadt Geotechnik I WS 2020/2021

Übung 7

Übung 7: Konsolidierung Aufgabe 01 – Konsolidierung unter begrenzter Auflast Das in Abbildung 1 dargestellte quadratische Gebäude wird auf einer bisher unbebauten Fläche errichtet. Aufgrund einer unterhalb der Gründung anstehenden, weichen Tonschicht soll das ZeitSetzungsverhalten der Gründung untersucht werden. Die Gründung kann als starr angesehen werden. Der Grundwasserspiegel steht zwei Meter unterhalb der Geländeoberkante an. Folgende Aufgabenpunkte sind zu bearbeiten: a) Ermitteln Sie die effektiven vertikalen Spannungen im kennzeichnenden Punkt der Gründung vor und nach der Errichtung des Gebäudes. b) Berechnen Sie die Endsetzungen des Gebäudes. c) Berechnen Sie die Setzungen des Gebäudes zum Zeitpunkt t = 1 Jahr nach Fertigstellung. Ermitteln Sie für diesen Zeitpunkt den Konsolidierungsgrad μ. Dabei kann vereinfacht angenommen werden, dass die Belastung von 150 kN/m² zum Zeitpunkt t = 0 schlagartig aufgebracht wird. d) An einer ungestörten Probe aus der Tonschicht wurde ein Ödometerversuch durchgeführt. Schätzen Sie aus der in Abbildung 2 für eine repräsentative Laststufe dargestellten ZeitSetzungs-Linie den Konsolidierungsgrad μ für den Zeitpunkt t = 1 Jahr. Für diese vereinfachte Berechnung kann das μ-Tv-Diagramm von Terzaghi für eine rechteckige Nullisochrone angewandt werden. Hinweis: die Höhe der ungestörten Probe beträgt 19 mm. a=b=10,0m

฀฀฀฀ = 500 + 10฀฀฀฀′ γ'=8 kN/m³

Abbildung 1 zur Aufgabe 01: Geometrie des Fundamentes und Schichtung

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Abbildung 2 zur Aufgabe 01: Zeit-Setzungs-Linie aus Ödometerversuch

Übung 7

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Übung 7

Aufgabe 02 – Konsolidierung unter unbegrenzter Auflast Ein Gelände wird als Neubaugebiet erschlossen. Hierfür wird ein Kanal auf der schwach schluffigen Sandschicht verlegt und das Gelände mit Kies um 3 m aufgeschüttet. 5 Jahre nach der Aufschüttung wird eine Setzung des vorher verlegten Kanals von 10 cm gemessen. Die Baugrundsituation und der Grundwasserspiegel sind in der Anlage in einem maßgeblichen Baugrundschnitt dargestellt. a)

Ermitteln Sie den Steifemodul der Tonschicht.

Für die Herstellung einer Baugrube wird das Grundwasser um 5 m großflächig abgesenkt. b)

Ermitteln Sie die Setzung, die nach 75 Tagen infolge der Grundwasserabsenkung am Kanal eintritt.

c)

Ermitteln Sie den Verlauf des Porenwasserdrucks unter dem Kanal über die Tiefe (Stützstellenabstand 2 m) für die Zeitpunkte t=0, t = 75 Tage und t = ∞ nach Beginn der Grundwasserabsenkung und stellen Sie diesen graphisch dar.

Hinweise: - Für die Frage a), b) und c) kann näherungsweise eine unendlich ausgedehnte Baugrundsituation bzw. Aufschüttung angenommen werden. - Die Schichtgrenze zum Fels kann als Grenztiefe angenommen werden.

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