Dieser Laborbericht wurde 2014, während meines ersten Semesters im Masterstudium verfasst. Es beinhaltet Versuchsaufbauten sowie -durchführungen, gekoppelt mit den entsprechenden Ergebnissen diverser Bodenproben und einer detaillierten Auswertung mit sämtlichen Formeln, zum einfachen Verstehen und Nachvollziehen.
In den labortechnischen Untersuchungen wurden unterschiedliche Sand- und Tonproben präpariert und anschließend einschlägig in genormten Verfahren behandelt und untersucht. Die Laborarbeiten und derer Auswertung umfassen hierbei die Ermittlung der Lagerungsdichte, Zustandsgrenzen (Fließgrenze, Ausrollgrenze), Wasseraufnahmefähigkeit, des Glühverlustes und Karbonatgehaltes.
Ziel der Untersuchungen ist es, Aussagen über die unterschiedlichen Proben zu machen und diese auf den Entnahmeort zu transferieren. Zu beachten ist die Tatsache, dass nicht alle Methoden auf alle Proben anwendbar sind, sondern die genormten Verfahren bestimmten probentypen zuzuordnen sind.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Versuchsaufbau und Geräte
2.1 – Lagerungsdichte
2.2 – Zustandsgrenzen
2.3 – Wasseraufnahmefähigkeit
2.4 – Glühverlust
2.5 – Karbonatbestimmung
3. Versuchsdurchführung
3.1 – Lagerungsdichte
3.2 – Zustandsgrößen
3.3 – Wasseraufnahmefähigkeit
3.4 – Glühverlust
3.5 – Karbonatbestimmung
4. Messungen und Ergebnisse
4.1 – Lagerungsdichte
4.2 – Zustandsgrenzen
4.3 – Wasseraufnahmefähigkeit
4.4 – Glühverlust
4.5 – Karbonatbestimmung
5. Zusammenfassung und Interpretation
5.1 – Lagerungsdichte
5.2 – Zustandsgrenzen
5.3 – Wasseraufnahmefähigkeit
5.4 – Glühverlust
5.5 – Karbonatbestimmung
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieses Laborprotokolls ist die Durchführung verschiedener geotechnischer Untersuchungen an Sand- und Tonproben, um deren physikalische Eigenschaften zu bestimmen und Rückschlüsse auf den Entnahmeort zu ziehen. Hierbei werden standardisierte labor-technische Verfahren angewendet, deren Ergebnisse hinsichtlich Genauigkeit und Anwendbarkeit kritisch interpretiert werden.
- Ermittlung der Lagerungsdichte von Sandproben mittels der Schlaggabelmethode.
- Bestimmung der Zustandsgrenzen (Fließ- und Ausrollgrenze) von Tonproben nach Casagrande.
- Analyse des Wasseraufnahmevermögens von Feinböden.
- Untersuchung des organischen Anteils durch Glühverlustbestimmung.
- Quantifizierung des Karbonatgehaltes mittels gasometrischer Verfahren.
Auszug aus dem Buch
2.1 – Lagerungsdichte
Bei diesem Versuch gilt es die Lagerungsdichte einer Bodenprobe, mit Hilfe genormter Utensilien, zu ermitteln. Die Hauptinstrumente für diesen Versuch bilden der Messzylinder, welcher Maße der Norm entsprechend besitzt und Anschlüsse für Schläuche aufweist. Zudem noch die Schlaggabel, welche für die eigentliche Durchführung benötigt wird. Zusätzliche Geräte sind eine Waage zur Gewichtsbestimmung der Probe, ein Trichter zur Ermöglichung der gering-dichtesten Lagerung, ein Lineal zur Oberflächenglättung und ein Anschluss an den Wasserkreislauf zur Unterdruckerzeugung.
Für den Versuch wurde der Trichter in den Messzylinder gehalten und anschließend mit der sandigen Probe befüllt. Unter kreisförmigen Bewegungen wird der Trichter angehoben und auf diese Weise wird die gering dichteste Lagerung simuliert. Überschüssiger Sand wird oben entfernt und so wird eine glatte Oberfläche geschaffen. Anschließend wird die Probe gewogen. Diese Prozedur erfolgt insgesamt viermal und der Mittelwert bildet die Basis für die abschließenden Rechnungen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die durchgeführten Laboruntersuchungen an Sand- und Tonproben und definiert das Ziel der Arbeit, Aussagen über die Probenqualität zu treffen.
2. Versuchsaufbau und Geräte: Hier werden die benötigten Apparaturen und Instrumente für die Versuchsreihen, wie das Fließgrenzengerät nach Casagrande oder das Gasometer, detailliert beschrieben.
3. Versuchsdurchführung: Dieses Kapitel erläutert die praktische Vorgehensweise bei der Probenbehandlung und Messung, einschließlich der Schlaggabelmethode und der Gasentwicklungsversuche.
4. Messungen und Ergebnisse: Hier werden alle gesammelten Daten tabellarisch aufbereitet und die notwendigen Berechnungsformeln für Dichte, Wassergehalt und Karbonatanteil angewendet.
5. Zusammenfassung und Interpretation: Das Abschlusskapitel bewertet die ermittelten Werte, diskutiert mögliche Fehlerquellen der Laborarbeit und interpretiert die Bodenbeschaffenheit basierend auf den Testergebnissen.
Schlüsselwörter
Bodenmechanik, Felsmechanik, Lagerungsdichte, Zustandsgrenzen, Fließgrenze, Ausrollgrenze, Wasseraufnahmefähigkeit, Glühverlust, Karbonatbestimmung, Geotechnik, Schlaggabelmethode, Casagrande, Bodenproben, Labortechnik, Humoser Sand.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit dokumentiert verschiedene labortechnische Untersuchungen an Bodenproben, die im Dezember 2014 im geotechnischen Labor der TFH Bochum durchgeführt wurden.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die zentralen Themen umfassen die Bestimmung der Lagerungsdichte, der Zustandsgrenzen von Ton, die Wasseraufnahmefähigkeit, den organischen Glühverlust sowie den Karbonatgehalt von Proben.
Was ist das primäre Ziel der Versuchsreihe?
Ziel ist es, durch genormte Verfahren präzise Aussagen über die Eigenschaften unterschiedlicher Bodenproben zu treffen und diese Ergebnisse auf den jeweiligen Entnahmeort zu übertragen.
Welche wissenschaftliche Methode wird primär verwendet?
Es kommen diverse standardisierte geotechnische Methoden zum Einsatz, wie z.B. die Schlaggabelmethode für Sand, das Fließgrenzengerät nach Casagrande für Ton und die gasometrische Bestimmung nach DIN 18129.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in den Versuchsaufbau, die Durchführung, die Darstellung der Messergebnisse sowie die abschließende Interpretation der gewonnenen Daten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Begriffe sind Bodenmechanik, Lagerungsdichte, Fließgrenze, Karbonatbestimmung und Geotechnik.
Warum wurde bei der Lagerungsdichte ein Mittelwert aus vier Durchläufen gebildet?
Die Durchführung erfolgte viermal, um durch die Mittelwertbildung die Basis für eine statistisch belastbare Berechnung des Probengewichts zu schaffen.
Wie wurde der Einfluss der Temperatur auf die Karbonatbestimmung berücksichtigt?
Die Bestimmung des Kohlendioxidvolumens ist temperatur- und druckabhängig, daher wurden die Messwerte unter Berücksichtigung der aktuellen Umgebungstemperatur und des Luftdrucks mittels spezifischer Formeln korrigiert.
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- Daniel Slowik (Author), 2014, Laborpraktikum zu Bodenmechanik und Felsmechanik. Präparation und Untersuchung von Bodenproben, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/320389
