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Detailergebnis zu DOK-Nr. 69137

Modellierung des Trocknens unbehandelter und zement-stabilisierter Böden (Orig. engl.: Modeling the drying process of unbound soils and cementitiously stabilized soils)

Autoren	B. Muhunthan H. Wen X. Li
Sachgebiete	7.7 Bodenverfestigung

Soil Mechanics 2014. Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2014 (Transportation Research Record (TRB) H. 2462) S. 117-125, 10 B, 2 T, 19 Q

Das Trocknen von Böden, der abnehmbare Wassergehalt aufgrund klimatischer Einwirkungen, beeinflusst deren Festigkeit und Steifigkeit. Die Autoren berichten in dem Artikel von einer numerischen Modellierung und von Experimenten des isothermen eindimensionalen Feuchteflusses im Boden. Betrachtet wird die relative Porenfeuchte, der Quotient aus aktuellem Dampfdruck und Dampfdruck bei Sättigung. Die Differenzialgleichung, die sich aus dem 1. Fick'schen Gesetz ergibt, wird numerisch gelöst. Dabei wird ein nichtlinear von der Feuchte abhängiger Diffusionskoeffizient betrachtet. Die Kennwerte werden experimentell für einen Ton und einen schluffig-tonigen Sand ermittelt. Am Sand wurde außerdem der Einfluss einer Stabilisierung mit 5 % Zement untersucht. Das Modell wurde mit den Experimenten verifiziert. Die Experimente haben die starke Nichtlinearität und Abhängigkeit von der relativen Porenfeuchte des Diffusionskoeffizienten bestätigt. Das numerische Modell kann zur Prognose des eindimensionalen Feuchteflusses verwendet werden. Eine durch das Schrumpfen veränderliche Trockendichte wird nicht berücksichtigt. Eine Kopplung zu damit korrelierten mechanischen Eigenschaften fehlt. An den untersuchten Böden zeigten Modell und Experiment, dass der Trocknungsprozess unter den betrachteten Umgebungsbedingungen im Sand in 20 Tagen bis einige Zentimeter, im Ton bis zu einem Dezimeter unter die Oberfläche reicht. Die Zementstabilisierung reduziert das Trocknen, da sie signifikanten Einfluss auf den Diffusionskoeffizienten hat.