Detailergebnis zu DOK-Nr. 81947
Studie zur Frosthebung und Tausetzung eines Tons bei unterschiedlichen Temperaturgradienten
| Autoren |
L. Derk F. Unold |
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| Sachgebiete |
7.3 Frost |
Geotechnik 48 (2025) Nr. 2, S. 105-115, 11 B, 2 T, 31 Q
Strömungsvorgänge während des Vereisungsvorgangs von fein- und gemischtkörnigen Böden führen zur Frosthebung infolge Eislinsenbildung und sind damit ein entscheidender Faktor zur Abschätzung der Frosthebung sowie nach dem Auftauvorgang resultierender Tausetzung. Der vorgestellte Ansatz zur Abschätzung der Wasserbewegung im Boden basiert auf den Messergebnissen vorhandener Veröffentlichungen sowie eigener Laborversuche. Hier wurden eindimensionale Vereisungsversuche in einem geschlossenen System ohne Wasserverfügbarkeit sowie in einem offenen System mit Wasserverfügbarkeit durchgeführt. Dabei wurde der Einfluss unterschiedlicher Temperaturgradienten (3,4 °C/cm, ~5,5 °C/cm, ~7,5 °C/cm) eines gesättigten Tons auf Parameter wie Rate des zuströmenden Wassers, Frosthebung und Tausetzung untersucht und diskutiert. Versuchsaufbau, -material und -durchführung werden ausführlich dargestellt. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass mit zunehmendem Temperaturgradienten die Werte der untersuchten Parameter ebenso zunehmen. Die Rate des zuströmenden Wassers während des Vereisungsvorgangs wird mithilfe eines Modells unter Berücksichtigung der tonmineralogischen Eigenschaften rechnerisch abgeschätzt. Die zur Anwendung des Modells erforderlichen Parameter werden zudem in unterschiedlichem Ausmaß durch den Temperaturgradienten beeinflusst. Mithilfe des vorgestellten Ansatzes kann eine Prognose zur Frosthebung sowie Tausetzung erfolgen. Weitere Versuche zur Bestimmung des Einflusses unterschiedlicher Randbedingungen sind geplant. Für eine praxisorientierte Anwendung ist vorgesehen, die erforderlichen Parameter in Abhängigkeit von den Ergebnissen standardmäßiger Laborversuche wie z. B. Korngrößenverteilung, Wassergehalt, Trockendichte, zu ermitteln, ohne auf die Ergebnisse von Vereisungsversuchen angewiesen zu sein.