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Detailergebnis zu DOK-Nr. 49865

Laboruntersuchungen des Spannungs-Verformungsverhaltens von kohäsionslosen Lockergesteinen unter geringen Dehnungen (Orig. engl.: Stress-strain behaviour at small strains of unbound granular materials and its laboratory tests)

Autoren	F. Tatsuoka G. Modoni G.L. Jiang
Sachgebiete	9.0 Allgemeines, Prüfverfahren, Probenahme, Güteüberwachung 9.5 Naturstein, Kies, Sand

Unbound granular materials - Laboratory testing, in-situ testing and modelling: Proceedings of an International Workshop on Modelling and Advanced Testing for Unbound Granular Materials, Lisbon, 21-22 January 1999. Rotterdam u.a.: Balkema, 1999, 17-61, zahlr. B, Q

Eine der wichtigsten Aufgaben der geotechnischen Forschung ist die exakte Prognose von Bodenverformungen und Strukturveränderungen unter Gebrauchslast. Das Versagen von Bodenmaterialien wird über die Bruchdehnung und die maximale Belastbarkeit definiert. Die Forscher Tatsuoka und Shibuya spezialisierten sich auf Feld- und Laboruntersuchungen zur Bestimmung der Verformungscharakteristik von ungebundenen Boden- und Felsstrukturen. Zur Untersuchung verwendeten sie ebene Scherversuche und Konventionelle Triaxial-Kompressionsversuche (KTK). Die Belastungszyklen wurden statisch und dynamisch durchgeführt. Zur Dehnungsmessung wurden die an der Universität von Tokyo teilweise selbst entwickelten und hergestellten Dehnmessstreifen (Local Deformation Transducer - LDT) verwendet. Der Anwendungsbereich dieser LDTs liegt zwischen 0,001 % und mehreren Prozent Dehnung. In ihren Versuchen konnten sie zeigen, dass die Höhe des Dehnungsgrades keinen entscheidenden Faktor für den Wert der Steifigkeit darstellt, aber spannungsinduzierte Anisotropien sich deutlich in der Verformungs- und Festigkeitscharakteristik zeigen. Die quasi-elastischen Eigenschaften können sicher und schnell untersucht werden, wenn die Proben verformungs- oder spannungsgesteuerten Belastungszyklen mit Dehnungsamplituden kleiner 0,001 % ausgesetzt werden. Für grobkörniges Material hat sich der Stoßtest zur Bestimmung des quasi-elastischen E-Moduls bewährt. Mit dieser Methode wurden aber für die Steifigkeit höhere Werte als bei den statischen Versuchen ermittelt. Gestützt auf das Datenmaterial von Hardin (1978) zeigten sie die Abhängigkeit des quasi-elastischen E-Moduls (E(Index X) = delta sigma(Index x)/delta epsilon(Index x)) von der Richtung der eingetragenen Last. Die Eigenschaften der quasi-elastischen Verformung können auch als hypoelastisch bezeichnet werden. Für den quasi-elastischen Steifemodul ist der jeweilige Verformungszustand maßgebend. Dieses Verhalten muss zukünftig ebenfalls in die nicht-linearen Spannungs-Verformungsmodelle eingebunden werden. Die Auswirkung der Belastungsgeschichte (Spannungspfade) kann zusätzlich eine wichtige, in diesen Modellen einbeziehbare Größe sein.