2024-07-02 Besprechungsnotizen

Beobachtung

Aus dem Besuch in Aachen kann gezogen werden, dass die Einhaltung der Randbedingung $//<![CDATA[ \begin{array}{l}\frac{\partial \varepsilon_r}{\partial t}=0\end{array} //]]>$ mit gleichzeitigem verhindern der Reibung nicht einfach möglich ist.
Es bleiben Fragen ungeklärt wie:

• Welche Spannung wirkt zwischen der Probe und den Ringen
• Welche Verformungen lassen die Ringe zu
• Welche Reibung wird von der Wand aufgenommen
• Gibt es einen Grund warum die Randbedingung $//<![CDATA[ \begin{array}{l}\frac{\partial \varepsilon_r}{\partial t}=0\end{array} //]]>$ gewählt wurde und nicht $//<![CDATA[ \begin{array}{l}\frac{\partial \sigma_r}{\partial t}=0\end{array} //]]>$, weil im Untergrund sind die Verhältnisse vermutlich irgendwo zwischen den beiden Randbedingung

Konzepte für Maßnahmen

Aus der Frage warum $//<![CDATA[ \begin{array}{l}\frac{\partial \sigma_r}{\partial t}=0\end{array} //]]>$ nicht als Randbedingung gewählt wurde, wird von Stefan Vogt die Frage in den Raum geworfen warum wir die Probe nicht in eine Triaxialzelle einbauen. Hierbei wären mehrere Randbedingungen deutlich leichter lösbar:

• $//<![CDATA[ \begin{array}{l}\frac{\partial \sigma_r}{\partial t}=0\end{array} //]]>$ ist durch die Druckregulierung gut möglich
• Die Dehnungsmessung kann durch PIV erfolgen, hierbei könnte durch eine Kamera sowohl die horizontale Verschiebung, als auch die vertikale Verschiebung. Dies kann durch klare Probenhüllen erfolgen.
• Bei der Verwendung von Gasen als Zellenfluid wäre auch eine Isulation einfach erreichbar (um Konvektion zu verhindern wäre eine horizontale abschottung der Zelle eine Möglichkeit, siehe Abb. 1b)
• Die Wandreibung der Probe ist durch die fehlende Wand entfernt

Herausforderungen für dieses Verfahren sind:

• Der Einbau der Piezometer ist fraglich

Abb. 1a Bisheriges Konzept

Abb.1b

Verwendeter Boden

Beobachtung

Für die Konsolidierung ist interessant welche Konsistenzzahl des Bodens wir verwenden wollen, je geringer die Konsistenzzahl, desto länger muss konsolidiert werden.
Desweiter ist zu überlegen welche Porenzahl wir verwenden wollen, da die Druckfestigkeit vom Ton stark von ihr abhängt

Um abschätzen zu können welche Probenmenge für einen Einbau benötigt wird, soll eine erster Mischversuch gemacht werden, bei welchem ein geeigneter Wassergehalt für die Verarbeitung des Tons ermittelt wird. Aus dem geeigneten Wassergehalt kann die geeignete Probenmenge ermittelt werden, die benötigt wird um die Probe auf bestimmte Maße zu konsolidieren.

Konsolidation von Ton

Konzept

Für die Konsolidation der Tonprobe wird die Verwendung des Triaxialversuchs von Stefan Vogt vorgeschlagen (siehe Abb. 3a). Hierbei ist vorstellbar, dass die Gummihülle vor der Konsolidation über einen Ring gespannt wir und die Probe dort mit einem hohen Wassergehalt eingefüllt wird. Danach wird die Hülle geschlossen und die Zelle wird unter Druck gesetzt. Die Probe konsolidiert dann auf eine kleinere Größe (siehe gestrichelte Probenform), bis sie standfest ist. Ist die Probe standfest kann sie ausgebaut werden und auf die letztendliche Probengröße für den Versuch zugeschnitten werden.

Die erstellten Proben können eingefroren werden und auf Homogenität der Porenzahl untersucht werden.

Die konsolidierten Proben sollen dann auch zu Beginn im 2 Kammer Klimaschrank verwendet werden.

Abb. 3a