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Main Title: Das Zeit-Dehnungs-Verhalten als Grundlage zur Bestimmung der Vorbelastung gemischtkörniger Sande im Berliner Raum
Translated Title: The time-strain-behavior as a basis for determining the preloading of mixed-grained sandy soils in the Berlin area
Author(s): Kindler, Arne
Advisor(s): Savidis, Stavros
Referee(s): Savidis, Stavros
Witt, Karl
Granting Institution: Technische Universität Berlin
Type: Doctoral Thesis
Language Code: de
Abstract: Trotz moderner experimenteller, analytischer und numerischer Methoden ist bis zum heutigen Tage die Qualität von Bauwerkssetzungsprognosen unbefriedigend. Dies liegt zum einen an dem komplexen Spannungs-Verformungs-Verhalten des Bodens selbst, wie auch zum Teil an dem geringen stichprobenartigen Baugrunduntersuchungsumfang im Bereich der zu betrachtenden Lasteinleitungszonen unter Gründungen. Im Ergebnis des Wissens um die Defizite versucht sich der geotechnische Ingenieur auf die „sichere Seite“ einer Prognose "zu hangeln" und neigt dazu, die zu erwartenden Setzungen mal weniger und mal mehr zu überschätzen. Nach der Bauwerkserrichtung stellt sich oftmals eine wahre Freude ein, wenn die sich einstellenden Setzungen minimaler ausfallen als sie prognostiziert waren. Eine wesentliche Erkenntnis seit der Begründung der theoretischen Bodenmechanik ist die Tatsache, dass sich Böden unter Erstbelastung stärker verformen als unter Wiederbelastung. Dies ist auf die wesentliche Änderung der Bodenstruktur bei erstmaliger Zusammendrückung zurückzuführen. Die damit verbundenen bleibenden Verformungen werden in der Geotechnik umgangssprachlich auch als „Gedächtnis“ des Bodens beschrieben. Anders als bei rein bindigen Böden, gab es bei gemischtkörnigen Sanden keine Möglichkeit dieses „Gedächtnis“ experimentell sichtbar zu machen. So "erinnert" sich ein gemischtkör-niger Sand zwar im Laborversuch an seine Konsolidierungsspannung nicht jedoch an seine einstige geologische Vorbelastung. Diese Lücke konnte nun geschlossen werden. Aufgrund umfangreicher experimenteller Untersuchungen im Kompresssionsversuch wurde eine Möglichkeit gefunden, das “Gedächtnis“ des Bodens abzubilden und damit Rückschlüsse auf seine geologische Vorbelastung zu ziehen.
Although the use of experimental, analytical and numerical methods is state-of-the art today, up to now the quality regarding the prognosis of building settlements is not satisfactory. On the one hand, this is due to the complex stress-strain-behaviour of the soil itself. On the other hand, the random amount of site investigation in the area of load application below foundations is a reason for uncertainties. With respect to the above mentioned shortcomings the geotechnical engineer tries to find a prognosis on the "safe side" such that the expected settlements are more or less overestimated. During construction all participating engineers are pleased if the resulting settlements lie below the prognosis. A main insight since development of theoretical soil mechanics is the fact that soil under primary loading deforms more compared to soil under reloading conditions. This results out of a significant change of the soil structure after primary compression. The remaining deformations after primary loading are called "memory of the soil" in geotechnical engineering. In contrast to clay, up to now for mixed-grained sandy soils there is no experimental framework to visualize the "memory of mixed-grained sandy soils". Thus, mixed-grained sandy soil remembers his preconsolidation stress applied during laboratory testing which can be measured but the geological prestress is not visible. With the present work, an experimental approach is discussed to close this gap. Using an extensive amount of onedimensional compression tests a method was developed to experimentally identify the "memory of mixed-grained sandy soils". With the help of these investigations it is possible to draw conclusions regarding the geological prestress of mixed-grained sandy soils.
URI: http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/6075
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5656
Exam Date: 21-Oct-2016
Issue Date: 2016
Date Available: 28-Dec-2016
DDC Class: DDC::600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::620 Ingenieurwissenschaften::620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Bodenmechanik
Zeit-Dehnungs-Verhalten
gemischtkörnige Sande
Vorbelastung
Strukturstabilität
soil mechanics
time-strain-behavior
mixed-grained sandy soils
preload
structural stability
time-compression-behavior
Creative Commons License: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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