B.Sc.-Modulprüfung Geotechnik I
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- Julian Bäcker
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1 Fcheeich Bu- und Umweltingenieuwissenschften Institut und Vesuchsnstlt fü Geotechnik Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Fnzisk-Bun-Stße Dmstdt Tel Fx E-Mil: ktzench@geotechnik.tu-dmstdt.de B.Sc.-Modulüfung Geotechnik I im WS 014/015 m Nme, Vonme: Mtikelnumme:
2 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Püfung Geotechnik I Nme, Vonme: Mtikeln.: Aufge 1 (mx. Punkte) Als Egenis von Bugunduntesuchungen ist ein Bohofil in Anlge 1 dgestellt. ) Emitteln Sie fü ds dgestellte Bohofil die totlen, neutlen und wiksmen Vetiklsnnungen is in eine Tiefe von -13,5 m. ) Emitteln Sie fü die in Anlge dgestellte Veuwnd den hoizontlen Edwidestnd.
3 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Püfung Geotechnik I Nme, Vonme: Mtikeln.: sis Si S clsi S Cl A GOF ± 0,0 m - 0,8 m - 5,0 m - 6,5 m - 10,0 m - 11,5 m - 13,5 m -6,0 m ( ) GW -7,1 m ( ) -9,0 m ( ) Kennwete Auffüllung (A): = 19,0 kn/m³ = 5,0 c = 0 kn/m² = 1/ = -1/ Snd, schluffig (sis): = 18,0 kn/m³ = 0,0 kn/m³ = 3,5 c =,0 kn/m² = 1/ = -1/ -4 Schluff (Si): = 18,0 kn/m³ = 0,0 kn/m³ = 7,5 c = 5,0 kn/m² = 1/ = -1/ z [m] 100 [kn/m²] u [kn/m²] [kn/m²] z [m] 14 z [m] S Kille Steighöhe - 7,5 m -,4 m ( ) S =1,0 GW -3,0 m ( ) Snd (S): Schluff, tonig (clsi): Ton (Cl): = 19,0 kn/m³ = 1,0 kn/m³ = 3,5 c = 0 kn/m² = 1/ = -1/ -3 = 18,0 kn/m³ = 0,0 kn/m³ =,5 c = 10,0 kn/m² = 1/ = -1/ -7 = 18,0 kn/m³ = 19,0 kn/m³ = 0,0 c = 0,0 kn/m² = 1/ = -1/ -9 Anlge 1 zu Aufge 1
4 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Püfung Geotechnik I Nme, Vonme: Mtikeln.: A GOF ± 0,0 m - 0,8 m Schlitzwnd sis Kille Steighöhe -,4 m ( ) S =1,0 GW -3,0 m ( ) - 5,0 m Si S clsi - 6,5 m GW -7,1 m - 7,5 m -7,5 m - 10,0 m -6,0 m ( ) -9,0 m ( ) ( ) ( ) - 8,0 m GW -8,5 m ( ) S - 11,5 m Cl - 13,5 m - 1,5 m S Kennwete Auffüllung (A): Snd, schluffig (sis): Schluff (Si): = 19,0 kn/m³ = 5,0 c = 0 kn/m² = 1/ = -1/ = 18,0 kn/m³ = 0,0 kn/m³ = 3,5 c =,0 kn/m² = 1/ = -1/ -4 = 18,0 kn/m³ = 0,0 kn/m³ = 7,5 c = 5,0 kn/m² = 1/ = -1/ -5 Snd (S): Schluff, tonig (clsi): Ton (Cl): = 19,0 kn/m³ = 1,0 kn/m³ = 3,5 c = 0 kn/m² = 1/ = -1/ -3 = 18,0 kn/m³ = 0,0 kn/m³ =,5 c = 10,0 kn/m² = 1/ = -1/ -7 = 18,0 kn/m³ = 19,0 kn/m³ = 0,0 c = 0,0 kn/m² = 1/ = -1/ -9 Anlge zu Aufge 1
5 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Püfung Geotechnik I Nme, Vonme: Mtikeln.: Aufge (mx. 3 Punkte) Ein schlff gegündetes Büogeäude soll wie in Anlge 1 im Gundiss dgestellt eichtet weden. ) Bestimmen Sie den Punkt de mximlen Setzung und stellen Sie die Snnungsändeung infolge des Neuus unte diesem Punkt in einem Vetiklschnitt lle 3 m is zu Genztiefe d. ) Beechnen Sie die mximle Setzung des Büogeäudes. Nch Aschluss des Büoneuus soll ein Hochegllge eichtet weden. Ds Hochegllge wid schlff gegündet. c) Üeüfen Sie den Anstz des Fundmentes des Hochegllges ls schlffe Gündung. d) Bestimmen Sie die mximle Mitnhmesetzung des Büogeäudes infolge des Neuus des Hochegllges. e) Skizzieen Sie qulittiv die Sohlsnnungsveteilung unte einem sten und unte einem schlffen Fundment.
6 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Püfung Geotechnik I Nme, Vonme: Mtikeln.: Gundiss 0 m Hochegllge A A 10 m Büo 0 m 40 m 5 m 10 m Schnitt A - A = 560 kn/m² = 100 kn/m² GOF ± 0,0 m - 3,0 m 1, m S - 15,0 m Z Kennwete Snd (S): c E E E E E = 0,0 kn/m³ = 1,0 kn/m³ = 30,0 = 0,0 kn/m² = 65 MN/m² = 110 MN/m² = 110 MN/m² >> E = MN/m² s,est s,ent s,wiede s, Fels s, Snd B,Fund. Anlge 1 zu Aufge
7 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Aufge 1 Totle Vetiklsnnungen: z [m] σ [kn/m²] 0,0 0,0 0,8 0,8m*19kN/m³ = 15,,4 15,kN/m²+(,4-0,8)m*18kN/m³ = 44,0 3,0 44kN/m²+0,6m*0kN/m³ = 56,0 5,0 56,0kN/m²+m*0kN/m³ = 96,0 6,5 96,0kN/m²+1,5m*0kN/m³ = 16,0 7,1 16,0kN/m²+0,6m*19kN/m³ = 137,4 7,5 137,4kN/m²+0,4m*1kN/m³ = 145,8 10,0 145,8kN/m²+,5*0kN/m³ = 195,8 11,5 195,8kN/m²+1,5m*1kN/m³ = 7,3 13,5 7,3kN/m²+,0m*19kN/m³ = 65,3 Neutle Snnungen: z [m] u [kn/m²] 0,0 0,0 0,8 0,0,4 (o) 0,0,4 (u) -10kN/m³*0,6m = -6,0 3,0 0,0 5,0 (5,0m-3,0m)*10kN/m³ = 0,0 6,5 0,0 7,1 0,0 7,5 (7,5m-7,1m)*10kN/m³ = 4,0 10,0 (10,0m-6,0m)*10kN/m³ = 40,0 11,5 40kN/m³+(11,5m-10m)*10kN/m³ = 55,0 13,5 (13,5m-9m)*10kN/m³ = 45,0 Wiksme Vetiklsnnung (σ'=σ-u): z [m] σ' [kn/m²] 0,0 0,0 0,8 15,kN/m²-0 = 15,,4 (o) 44kN/m²-0 = 44,0,4 (u) 44kN/m²-(-6)kN/m² = 50,0 3,0 56kN/m²-0 = 56,0 5,0 96kN/m²-0kN/m² = 76,0 6,5 16kN/m²-0 = 16,0 7,1 137,4kN/m²-0 = 137,4 7,5 145,8kN/m²-4kN/m² = 141,8 10,0 195,8kN/m²-40kN/m² = 155,8 11,5 7,3kN/m²-55kN/m² = 17,3 13,5 65,3kN/m²-45kN/m² = 0,3 Modulüfung in Geotechnik I m Lösungsvoschlg Aufge 1 Be.: Ff m / 3
8 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Modulüfung in Geotechnik I m Lösungsvoschlg Aufge 1 Be.: Ff m / 3
9 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt ) Edwidestnd fü die Veuwnd Schluff, tonig (clsi) α α α 1 ϕ' =,5, α=0, β=0, δ = ϕ' c ' = 10 kn / m² K gh =,84, K = 3, 71 Snd (S) ch α α α 1 ϕ' = 3,5, α=0, β=0, δ = ϕ' = 5,31 K gh Ton (Cl) α α α 1 ϕ' = 0,0, α=0, β=0, δ = ϕ' c ' = 0 kn / m² K gh =,47, K = 3, 40 ch Wiksme Wichte de Schicht clsi (Stömung nch oen): h 8,5m 7,5m γ = γ ' fs = γ ' i * γw = γ ' * γw = 10 kn / m³ *10 kn / m³ = 3,33 kn / m³ l 10m 8,5m Wiksme Wichte de Tonschicht (Stömung nch unten): h 9, 0m 7,5m γ = γ ' fs = γ ' i * γw = γ ' * γw = 9 kn / m³ *10 kn / m³ = 16,5 kn / m³ l 13,5m 11,5m Wiksme Vetiklsnnung: Kote [m] z [m] σ' [kn/m²] -8,0 0,0 0,0-8,5 0,5 0,5m*18kN/m³ = 9,0-10,0,0 9kN/m²+1,5m*3,33kN/m³ = 14,0-11,5 3,5 14kN/m²+1,5m*11kN/m³ = 30,5-1,5 4,5 30,5kN/m²+1,0m*16,5kN/m³ = 47,0 Hoizontle Edwidestnd (Pssive Edduck): e h = e gh +e ch Kote [m] z [m] e h [kn/m²] -8,0 0,0 3,71*10kN/m² = 37,1-8,5 0,5 9kN/m²*,84+10kN/m²*3,71 = 6,7-10,0,0 (o) 14,0kN/m²*,84+10kN/m²*3,71 = 76,9-10,0,0 (u) 14,0kN/m²*5,31 = 74,3-11,5 3,5 (o) 30,5kN/m²*5,31 = 16,0-11,5 3,5 (u) 30,5kN/m²*,47+0kN/m²*3,4 = 143,3-1,0 4,5 47kN/m²*,47+0,0kN/m²*3,4 = 184,1 Modulüfung in Geotechnik I m Lösungsvoschlg Aufge 1 Be.: Ff m / 3
10 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Aufge Setzung (mx. 3 Punkte) ) schlff gegündet mximle Setzung in de Mitte des Buweks Genztiefe emitteln: = 3 ' kn kn 0, σ z z z m σ z 0, σ i = - - m m ' ' z ,1 0, ,4 1 z genz = 0,9 z 10m 0,9 = 9,m genz z ' kn ' ' kn zm - i - Δσz,Teilfl. Δσ z 4 Δσz,Teilfl. m m 0 0 0, ,6 0,35 3, , 0,188 18,8 75, -9 1,8 0,144 14,4 57,6-9, 1,84 0,140 14,0 56,0 5 m 15 m Modulüfung in Geotechnik I m Lösungsvoschlg Aufge Be.: Fs m / 7
11 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt ) Setzung: , 75,+57,6 57,6+56,0 s = 3m + 3m + 3m + 0,m = 1,16cm MN 65 m c) Systemsteifigkeit eechnen MN E MN s l m E B d 1 m 1, k = = 0,00087 k 0,001 schlffes Fundment d) Punkt mit mximle Setzung infolge Bu Hochegllge: linke oee Ecke. D E s,ent und E s,wiede gleich goß sind, entstehen Setzungen nu us dem Estelstungsnteil: kn kn kn Est = - Aushu = 560-3m 0 = 500 m m m Modulüfung in Geotechnik I m Lösungsvoschlg Aufge Be.: Fs m / 7
12 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt A 1: = 45 m = 0 m =,5 z 1 m kn 0,13 = = 0,6 f = 0,13 s 1 = m = cm 0 m m kn m A : = 45 m = 10 m = 4,5 z 1 m = = 1, f = 0,9 s =, cm 10 m A 3: = 0 m = 5 m = 4 z 1 m = =,4 f = 0,44 s 3 = 1,6 cm 5 m A 4: = 10 m = 5 m = z 1 m = =,4 f = 0,43 s 4 = 1,6 cm 5 m s = s + s - s - s = 1 cm Modulüfung in Geotechnik I m Lösungsvoschlg Aufge Be.: Fs m / 7
13 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt e) Stes Fundment Schlffes Fundment Modulüfung in Geotechnik I m Lösungsvoschlg Aufge Be.: Fs m / 7
14 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Geotechnik I WS 014/015 Üung 5 Höslüungen Einflusswete i fü die Ändeung de wiksmen vetiklen Nomlsnnungen dem kennzeichnenden Punkt eine echteckigen Flächenlst : z unte z z i c = 0,0 0,1 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,0 0,0 1 1,0 1 0,1 /=,0 1,5 0, 3, ,3 4,0 10 0,4 8 5,0 0,5 6,0 0,6 7,0 0,7 z 8,0 0,8 9,0 10,0 11,0 1,0 13,0 /=1 1, ,9 0,9 1,0 1,1 1, 1,3 14,0 mx sschlff C s st 1,4 15,0 16,0 / 0,74 / Setzungsmulde schlffes Fundment Setzungsmulde stes Fundment 1,5 1,6 17,0 0,74 / 1,7 18,0 C 0,74 / 1,8 19,0 1,9 0,0,0 0,0 0,1 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Modulüfung in Geotechnik I m Lösungsvoschlg Aufge Be.: Fs m / 7
15 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Einflusswete i zu Emittlung de vetiklen z Nomlsnnungen unte dem Eckunkt eine echteckigen Flächenlsts 0 Modulüfung in Geotechnik I m Lösungsvoschlg Aufge Be.: Fs m / 7
16 Pof. D.-Ing. Rolf Ktzench Diekto des Institutes und de Vesuchsnstlt fü Geotechnik de TU Dmstdt Modulüfung in Geotechnik I m Lösungsvoschlg Aufge Be.: Fs m / 7
B.Sc.-Modulprüfung Geotechnik I
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