Ermittlung des Verformungsmoduls von Böden durch Auswertung der Kontaktlänge zwischen der Bandage einer Walze und dem Boden

Abstract

Der Untergrund mit seinen speziellen Eigenschaften ist für jedes Bauwerk von wesentlicher Bedeutung. Insbesondere wichtig ist eine gute Verdichtung. Verfahren zur Oberflächenverdichtung und entsprechende Geräte wurden in den letzten Jahren stetig verbessert. Die Überprüfung des Verdichtungserfolges gewinnt immer mehr an Bedeutung, jedoch sind die meisten Prüfmethoden immer noch punktuell, weshalb die Ergebnisse mit Unsicherheiten behaftet sind. In dieser Arbeit werden zunächst die theoretischen Grundlagen der Oberflächenverdichtung erörtert und die verschiedenen Anregungsarten der Walzen und ihre Betriebszustände erläutert. Auch werden die momentan eingesetzten Arten der Prüfmethoden des Verdichtungserfolges genannt und kurz beschrieben. Neben den theoretischen Grundlagen sind Feldversuche ein wichtiger Ausgangspunkt und Bestandteil dieser Arbeit. Ausführlich werden die im Frühjahr 2014 in Fischamend durchgeführten Versuche zur Oberflächenverdichtung vorgestellt. Das Versuchskonzept wird beschrieben, wobei besonders auf die verwendete Walze und das eingebaute Messequipment eingegangen wird. Im Zentrum dieser Arbeit stehen die bei den Walzenversuchen erzielten Messwerte der Kontaktlänge zwischen Boden und Walzenbandage. Die einzelnen Messfahrten wurden ausgewertet, die Ergebnisse grafisch dargestellt und anschließend interpretiert und erläutert. Die Ergebnisse der Auswertungen der Kontaktlängen werden mit den gemessenen dynamischen Verformungsmoduln, bestimmt mit dynamischen Lastplattenversuchen mittels des leichten Fallgewichtes, und den Setzungsmessungen verglichen. Abschließend werden die Erkenntnisse aus den Versuchen zusammengefasst und Anregungen für weitere Forschungsarbeit angegeben. Im Anhang dieser Arbeit werden alle Ergebnisse nochmals tabellarisch angeführt.

The ground and its properties are essential for every building. Therfore a good compaction of the soil is important. Methods and equipment for the near-surface compaction have been improved significantly over the past years. The importance of monitoring and control of compaction is for this reason increasing as well. However, most of the control methods are still spot tests. An uncertainty regarding the results of the measurements is the result of those punctual methods. At first, this thesis deals with the theoretical background of the near surface compaction performed with rollers. The different types of excitation of dynamic roller drums and their modes of operation are explained and the existing types of control measurements for the proof of the compacting quality are listed and described. Field tests are in addition to the theoretical background an essential part of this thesis. The realisation of the tests performed in Fischamend in spring 2014, the used roller and the equipment for the measurements are described. The processing of the measured data of the contact length between the roller drum and the soil during the field tests is the main part of the presented thesis. Numerous test runs have been evaluated, their results have been compared and interpreted. The detailed evaluation focuses on the dynamic deformation modulus determined with dynamic lood plate tests using the light Falling Weight Device (LFWD), and the results of settlement measurements. Finally, the scientific findings are summarised and motivation for further research is given. The appendix of this thesis comprises tables with the full test results.