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Detailergebnis zu DOK-Nr. 44108

Ein Verfahren zur Bestimmung der Durchlässigkeit mit Infiltrationsversuchen

Autoren	U. Berner
Sachgebiete	7.4 Entwässerung, Grundwasserschutz

Schriftenreihe Lehrstuhl und Prüfamt für Grundbau, Bodenmechanik und Felsmechanik der Technischen Universität München H. 22, 1995, 155 S., Anhang, zahlr. B, T, 97 Q

In der vorliegenden Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem über die Durchführung von zwei Infiltrationsversuchen der horizontale und der vertikale Durchlässigkeitsbeiwert von nichtbindigen Schichten in-situ bestimmt werden kann. Bei dem einen Versuch erfolgt die Infiltration aus einer Kreisquelle an der Schichtoberfläche, bei dem anderen Versuch aus einer Stabquelle in der Schicht. Mit einer großmaßstäblichen Versuchseinrichtung wurden die Feldversuche an zwei nichtbindigen Korngemischen durchgeführt. Der Vergleich der Ergebnisse mit Laborversuchsergebnissen zeigt, daß sich aus den Feldversuchen etwa halb so große Durchlässigkeiten ergeben wie aus den Laborversuchen. Dieses Resultat kann auf die unterschiedlichen Einbauvorgänge und Sättigungen während der Versuche zurückgeführt werden. In Abhängigkeit von der Lagerungsdichte wurden die kapillaren Eigenschaften der Versuchsböden mit Tensiometermessungen an Bodenproben bestimmt. Unter Ansatz dieser Ergebnisse wurden die Feldversuche mit einem für die Anwendung bei Infiltrationsströmungen entwickelten Finite-Element-Programm nachgerechnet und die Berechnungsergebnisse mit den während der Feldversuche durchgeführten Messungen der einströmenden Wassermengen und der Saugspannungen bzw. Wasserdrücke im Boden verglichen. Auf dieser Grundlage wurden weitere Feldversuche rechnerisch simuliert und dabei die kapillaren Eigenschaften, Durchlässigkeit und Versuchsdauer variiert, um die Einflüsse dieser Parameter auf das Auswertungsergebnis zu studieren. Die durchgeführten Feldversuche wie auch die rechnerischen Versuchssimulationen zeigen, daß der Fehler des auf Vereinfachungen und Vernachlässigungen beruhenden Auswertungsverfahren bei nichtbindigen Böden im Durchlässigkeitsbereich 10(hoch -3) bis 10(hoch -7) m/s unter einer Zehnerpotenz liegt. Bei geringerer Durchlässigkeit und für bindige Böden typischer kapillarer Charakteristik steigt der Fehler jedoch deutlich an.