1.1 Bodenklassifizierungen, Bodeneigenschaften und Bodenkrenngrößen

Diese Böden bestehen aus einer Mischung fester, flüssiger sowie gasförmiger BEstandteile.

Feststoffe im Boden bilden gemeinsam mit den Hohlraumen(Poren) die sogenannte Feststoffmatrix.

Darstellung eines Boden als makroskopisches drei Phasen modell.

Eigenschaften stark abhängig von FOrm, Größe und Oberflächenbeschaffenheit der Minerale

• Zusammenhalt durch Kohäsion

• EIgenschaften abhängig von Wassergehalt (“Konsistenz des Bodens”)

• Verformung unter lang dauernder Belastung

• Frost des Wasseranteils kann zu Hebungen führen

• Senkrechte Böschungen bis entsprechend großer Höhen denkbar

• 
  

• Einzelkörner zu groß für Kornbindungskräfte wie Kohäsion

• Weniger starker Einfluss durch den Wassergehalt

• Setzungen innerhalb sehr kurzer Zeit, geringere Verdichtbarkeit dafür keine Verfommung unter Dauerbelastung

Korngröße als Einteilungsmekrmal von Böden.

Gibt die Aufteilung der jeweiligen Korngrößen mit ihrem Masseanteil an, bezogen auf die gesamttrockenmasse.

Einteilung mineralischer Böden gem. Korngrößenverteilung nach DIN EN ISO 14688:1

• Sehr grobkörniger Boden

  • Großer Block >630mm

  • Block >200 >=630 mm

  • Stein > 63 <= 200 mm

• grobkörniger Boden

  • Kies >2,0 <= 63mm

  • Sand >0,063 <= 2,0 mm

• Feinkörniger Boden

  • Schluff >0,002 <= 0,063 mm

  • Ton <= 0,002 mm

Ermittlung der Korngrößenverteilung mittels zwei Analyseverfahren

Die Siebanalyse, bei der mit Verschiedenen Sieben unterschiedlicher Maschgrößen über vibration eine vertielung erzielt wird, ggf. auch durch spüllvorgänge unterstützt. Das andere Verfahrne ist eine Sedimentetionsanalyse bei der das Absinkverhalten in Wasser untersucht wird. Beides ist in der DIN EN ISO 17892-4 geregelt

zur bestimmung nutzt man die Darstellung des Einheitswürfels.

Porenanteil

• n = Porenvolumen Vn / Gesamtvolumen V

Porenzahl

• e = Porenvolumen Vn / Feststoffvolumen Vs oder n / (1-n) oder Tockendichte ρd durch Korndichte ρs

Trockendichte

• ρd = Trockenmasse Einzelkörner md / Gesamtvolumen V

Korndichte

• ρs = Trockenmasse Einzelkörner md / Feststoffvolumen Vs

Wassergehalt

• w = Porenwasser mw / trockenmasse md

• flüssig

• plastische Zustandsformen

  • breiig

  • weich

  • steif

• halbfest

• fest

Schrumpfgrenze ws übergang Fest - Halbfest

Ausrollgrenze wp Halbfest - plastische Zustände

Fließgrnze wl plastische Zustände - flüssig

Plastizitätszahl Ip und Konsistenzzahl Ic

Feldversuch / Händisch

• Breiig wenn es in der Faust gepresst aus den Fingern hervorquilt

• weich wenn es sich leicht kneten lässt

• Steif schwer kneten aber mit der Hand zu 3 mm dicken röllchen verformbar ohne reißen oder bröckeln

• Halbfest, reißt/bröckelt beim versuch sich zu röllchen fprmen zu lassen, ist weiterhin klumpbar

• fest (hart), ausgetrocknet, meist hell und zerbricht ohne klumpbar zu sein.

Klassifizierung nach der Lagerungsdichte. Dieser ist ein Wert der sich aus Porenanteil bzw. Porenzahl bei lockester und dichtester lagerung ergibt.

D Lagerungsdichte

I_D bezogene Lagerungsdichte

I_f Verdichtungsfähigkeit des Bodens

Beispielhafte EInteilung nach Simmer

• Sehr locker

  • D <0,15

  • I_D -

• locker

  • D 0,15 - 0,30

  • I_D 0 - 0,33

• mitteldicht

  • D 0,30 - 0,50

  • I_D 0,33 - 0,66

• Dicht

  • D > 0,50

  • I_D 0,667 - 1,00

Durch Proctorversuch ermittelte Verdichtbarkeit eines Bodens.

Druckversuch mit festgelegten Parametern

Ergebniss ist die Gegenüberstellung des Wassergehaltes w und der Trockendichte pd

Es lässt sich der optimale Wassergehelat und die zugehrige Proctordichte ermitteln