S. Danne/A. Hettler · Verhalten von nichtbindigen Böden bei niederzyklischer Belastung
a)
b)
Bild 2. a) Betrachtetes Bodenelement b) mögliche Spannungspfade bei der Herstellung und der ersten Nutzungsphase eines Schleusenbauwerkes Fig. 2. a) Considered soil element, b) possible stress-paths during construction and first utilisation phase of a lock
Die Radialdehnungen werden aus den gemessenen Axial- und Volumenveränderungen zurückgerechnet. Bei den bislang durchgeführten Versuchen hat sich diese Vorgehensweise für die Größenordnung der gefahrenen Spannungsinkremente mit ∆σ ≤ 50 kPa als hinreichend genau und reproduzierbar erwiesen. Vergleiche mit anderen Autoren [12] [13] haben außerdem gezeigt, dass die eigenen Versuchsergebnisse gut mit denen aus der Literatur übereinstimmen.
3.2
Versuchsboden
Bei den Versuchen wurde ein eng gestufter Feinsand verwendet, siehe Bild 3. Es konnte unter Zuhilfenahme verschiedener Kriterien [14], gezeigt werden, dass sich durch die Verwendung dieses Sandes der Einfluss von Fehlern aus Membranpenetration, z. B. gegenüber Versuchen mit Karlsruher Mittelsand, deutlich verringert. Bild 3. Kornverteilungskurve Versuchssand Fig. 3. Grain size distribution curve of the sand
Steuerungstechnik ausgestattet. Sowohl Seitendruck als auch Axialkraft können in diesem Gerät unabhängig voneinander gesteuert werden, sodass beliebige Spannungspfade von beliebigen Ausgangsspannungspunkten in der p-q-Ebene gefahren werden können. Probenhöhe und Probendurchmesser betragen jeweils 10 cm. Der geführte und starr mit der Probenkopfplatte verbundene Axialkraftaufnehmer ist als Tauchstabaufnehmer konzipiert und ermöglicht so eine Innenmessung der Kraft bzw. verhindert einen Fehler durch Reibung. Die Axialverformung wird über einen hochauflösenden Inkrementalwegaufnehmer gemessen, der gegen den Zelldeckel tastet und über eine Messgenauigkeit von ±0,5 µm verfügt. Die Volumenänderungen bzw. Radialdehnungen werden über das ein- und ausströmende Porenwasser bestimmt. Hierzu steht eine Messbürette zur Verfügung, die an einen hochauflösenden Differenzdruckmessgeber angeschlossen ist.
3.3
Spannungs- und Dehnungskomponenten im Triaxialversuch
Bild 4 zeigt die in diesem Beitrag verwendeten Bezeichnungen am Beispiel des rotationssymmetrischen Spannungszustands im Triaxialversuch, vgl. [15]. Die Definitionen vom mittleren Druck p und der Deviatorspannung q (Roscoe-Invarianten) lauten: p = (σ1 + 2σ3)/3
(1)
q = σ1 – σ3
(2)
Das Spannungsverhältnis η = q/p
(3)
beschreibt die Lage in der p-q-Ebene, siehe Bild 6. Die Dehnungskomponenten sind wie folgt definiert: εv = ε1 + 2 ε3
(4)
geotechnik 36 (2013), Heft 1
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