Detailergebnis zu DOK-Nr. 50487
Charakterisierung der Struktur und der mikromechanischen Eigenschaften von körnigem Material mit einem Penetrometer kleinen Durchmessers (Orig. engl.: Characterizing granular material coarseness and micromechanical properties with a small-diameter penetrometer)
| Autoren |
J.B. Johnson |
|---|---|
| Sachgebiete |
8.0 Allgemeines |
Washington, D.C.: National Academy Press, 2000 (Transportation Research Record (TRB) H. 1714) S. 83-88, 4 B, 3 T, 6 Q
Die Raumdichte und der Strukturaufbau von grobkörnigem Gesteinsmaterial ist maßgebend für das Bruchverhalten bei statischen und dynamischen Belastungen, wie Maschinenschwingungen, Explosionen oder Erdbeben. Zur Bestimmung der Standfestigkeit von Gründungen, Kaianlagen, Dämmen u.a. ist daher die Untersuchung des Kornaufbaus des Baugrundes derartiger Bauwerke von Bedeutung. Das Labor der US-Army in Fort Wainwright hat zu diesem Fragenkomplex auf der Basis einer Theorie zur mikromechanischen Penetration mit Hilfe eines Penetrometers kleinen Durchmessers die mikrostrukturellen und mikromechanischen Eigenschaften von eiskörnigem Schnee und körnigem Gesteinsmaterial unter Berücksichtigung des Eindringwiderstandes untersucht. Diese Theorie basiert auf Forschungsergebnissen von JOHNSON, SCHNEEBELI und WHITELEY, DEXTER, die die Abhängigkeit des Eindringwiderstandes von der Form des Penetrometers nachweisen. Die mikrostrukturelle Inhomogenität, der Elastizitätsmodul und die Druckfestigkeit werden unter Anwendung der Mikromechanik-Theorie bestimmt und daraus Prognosen für die makromechanischen Eigenschaften abgeleitet. Die Mittelwerte der Korndurchmesser lagen zwischen 1,45 und 3,6 mm. Die mikromechanische Festigkeit und der Elastizitätsmodul des untersuchten Materials hängen von der inneren Struktur und von den Grenzflächenspannungen ab. Die Kornform selbst ist kein geeigneter Indikator für die mechanischen Eigenschaften. Die Genauigkeit der Bestimmung der mikromechanischen und mikrostrukturellen Eigenschaften nimmt ab, wenn das Verhältnis der Größe der Eindringfläche des Penetrometers zur mikrostrukturellen Querschnittsfläche des Materials steigt.