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Plattendruckversuch

 
     
  ein Verfahren, um im Gelände die Zusammendrückbarkeit bzw. Verformbarkeit von Böden und Fels zu bestimmen. Die Versuchsdurchführung in Lockergesteinen ist in der DIN 18134 beschrieben und die Versuche in Fels regelt die Empfehlung Nr. 6 des Arbeitskreises Versuchstechnik Fels der DGGT e.V. bzw. die ISRM-Empfehlung »Suggested Methods for Determining In Situ Deformability of Rock«. Grundsätzlich unterscheidet sich die Versuchsdurchführung in Boden und Fels durch die Grösse der Abmessungen der Versuchsapparatur und dadurch, dass die Versuche in Fels meist als Doppellastplattenversuch ausgeführt werden. Für die Durchführung des Plattendruckversuches in Lockergesteinen sind erforderlich: ein Belastungswiderlager (z.B. ein beladener Lastkraftwagen), ein Plattendruckgerät, bestehend aus einer Lastplatte (üblicherweise 300 mm im Durchmesser) und einer Hydraulikpresse à 100 kN mit Zubehör, eine Kraftmessdose, um die mit der Hydraulikpresse aufgebrachte Last messen zu können, ein Messgestänge mit drei Wegmesseinrichtungen, um die Setzung der Lastplatte beim Versuch zu ermitteln. Für die Durchführung des Plattendruckversuches als Doppellastplattenversuch im Fels sind erforderlich: 2 Lastplatten von z.B. 798 oder 1128 mm Durchmesser und 1-3 Hydraulikpressen mit mindestens 1,0 MN mit Zubehör, Kraftmessdosen, um die mit den Hydraulikpressen aufgebrachte Last messen zu können, zwei Messgestänge mit je drei Wegmesseinrichtungen, um die Verschiebung der beiden Lastplatten beim Versuch zu ermitteln oder alternativ unter dem Zentrum jeder Lastplatte ein Extensometer mit Fixpunkten in unterschiedlichen Tiefen. Einen schematischen Versuchsaufbau zeigt die Abbildung.


Beim Versuch werden die Lastplatten bzw. der Baugrund stufenweise belastet und nachfolgend wieder entlastet. Daran schliessen sich weitere Be- und Entlastungszyklen an. Das Versuchsergebnis wird in einer Drucksetzungslinie dargestellt. Aus der Drucksetzungslinie wird der Verformungsmodul EV, die Steifeziffer ES‘ und der Bettungsmodul kS abgeleitet. Zur Berechnung der Verformungsmoduli werden aus der Erst- bzw. der Wiederbelastungslinie die Druckspannungen σ01 und σ02 sowie die zugehörigen Setzungen s1 und s2 entnommen und die Differenzwerte berechnet:


Δσ0=σ02-σ01, Δs=s2-s1 mit σ01=mittlere Normalspannung unter der Lastplatte bei Setzung s1, s1=Setzung der Platte bei 0,3facher Belastung des Erstbelastungsastes, σ02=mittlere Normalspannung unter der Lastplatte bei Setzung s2, s2=Setzung unter der Platte bei 0,7facher Belastung des Erstbelastungsastes. Mit diesen Werten und dem Radius der Lastplatte r wird der Verformungsmodul berechnet aus:

PlattendruckversuchZur Ermittlung des Bettungsmoduls kS wird nur der Erstbelastungszyklus herangezogen. Aus der Kurve wird die Druckspannung σ0, die einer vorgegebenen Setzung s entspricht, abgelesen. Der Bettungsmodul errechnet sich dann aus:

PlattendruckversuchDer Steifemodul ES‘ des Baugrundes ergibt sich aus:

PlattendruckversuchBesonders in Lockergesteinen ist das Verhältnis des Verformungsmoduls des Wiederbelastungsastes EV2 zum Verformungsmodul des Erstbelastungsastes EV1 eine bautechnisch wichtige Kennzahl.

PlattendruckversuchPlattendruckversuch: schematischer Versuchsaufbau beim Doppellastplattenversuch.
 
 

 

 

 
 
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