Bruchbedingungen für schauminjizierte Kiese unter mehraxialer Beanspruchung

Abstract

Schauminjektionen stellen ein innovatives Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von kohäsionslosen, grobkörnigen Böden dar. Ungeachtet dessen liegen bisher nur wenige experimentelle Untersuchungen zur Beurteilung des Versagens schauminjizierter Böden unter mehraxialer Belastung vor. Dieser Beitrag zielt darauf ab, diese Wissenslücke zu schließen. Die Steifigkeit und Festigkeit des natürlichen Bodens, welche als Referenzgrößen zur Bewertung des Verbesserungseffekts infolge der Injektion dienen, werden aus drainierten Triaxialversuchen abgeleitet. Das mechanische Verhalten des schauminjizierten Bodens wird mittels Einaxial‐, Triaxial‐ und Spaltzugversuchen untersucht. Der schauminjizierte Boden weist eine signifikant höhere Festigkeit und Steifigkeit, aber geringere Duktilität als der unbehandelte Boden auf. Die Duktilität des schauminjizierten Bodens nimmt mit steigender Seitendruckspannung zu. Die Spaltzugfestigkeit umfasst nur einen Bruchteil der Druckfestigkeit. Die Eignung der Bruchbedingungen Mohr‐Coulomb, Hoek‐Brown und Lade zur Beschreibung des Versagens von schauminjizierten grobkörnigen Böden wird überprüft. Die drei Bruchbedingungen eignen sich grundsätzlich, um den Bruchzustand bei triaxialer Kompression zu beschreiben. Für Druck‐ und Zugbeanspruchung erscheinen die Bruchbedingungen nach Hoek‐Brown und Lade besser geeignet als Mohr‐Coulomb.