Technologische Prozesse führen zu spezifischen Verhältnissen der Lockergesteine in Tagebaukippen. Insbesondere in mit Zugabsetzern gekippten Mischbodenkippen - bedingt durch technogene Modifikationen - treten Materialinhomogenitäten auf, die, werden sie ungenügend respektiert, durch Interaktion zwischen Baugrund und Bauwerk zu unzulässigen Baugrundverformungen führen. Als besondere Lagerungsstrukturen werden Pseudokornstrukturen sowie die Eignung des Erkundungsverfahrens Drucksondierung nachgewiesen. Zuverlässigste Methode zur Bestimmung der tatsächlichen Deformationseigenschaften der Tagebaukippe sind Probebelastungen. Vom Grundsatz her sind Tagebaukippen locker gelagert und inhomogen. Jede Exploration des Baugrundes Tagebaukippe, insbesondere jedoch der Kippentyp Mischbodenkippe und daraus abgeleitete Entscheidungen sind Einzelfallentscheidungen. In der generalisierten Vorgehensweise sind in jedem Fall spezifische Vorbetrachtungen unabdingbar, um ein abgestimmtes Konzept der Exploration zu realisieren.

Technologische Prozesse führen zu spezifischen Verhältnissen der Lockergesteine in Tagebaukippen. Insbesondere in mit Zugabsetzern gekippten Mischbodenkippen - bedingt durch technogene Modifikationen - treten Materialinhomogenitäten auf, die, werden sie ungenügend respektiert, durch Interaktion zwischen Baugrund und Bauwerk zu unzulässigen Baugrundverformungen führen. Als besondere Lagerungsstrukturen werden Pseudokornstrukturen sowie die Eignung des Erkundungsverfahrens Drucksondierung nachgewiesen. Zuverlässigste Methode zur Bestimmung der tatsächlichen Deformationseigenschaften der Tagebaukippe sind Probebelastungen. Vom Grundsatz her sind Tagebaukippen locker gelagert und inhomogen. Jede Exploration des Baugrundes Tagebaukippe, insbesondere jedoch der Kippentyp Mischbodenkippe und daraus abgeleitete Entscheidungen sind Einzelfallentscheidungen. In der generalisierten Vorgehensweise sind in jedem Fall spezifische Vorbetrachtungen unabdingbar, um ein abgestimmtes Konzept der Exploration zu realisieren.

Basierend auf einer Analyse der spezifischen Merkmale der Drucksondierung (DS) und der radiometrischen Kombinationsdrucksondierung (KDS) sowie einer Dimensionsanalyse wurde ein Verfahren zur Aufstellung materialspezifischer Korrelationsbeziehungen zwischen den Messgrößen der Drucksondierung und den bei der KDS gewonnenen bodenphysikalischen Parametern Porenanteil, Dichte und Feinkornanteil entwickelt, wodurch die Effizienz von Drucksondierungen signifikant erhöht werden konnte. Es wird anhand geostatistischer Untersuchungen gezeigt, wie der für flächendeckende Untersuchungen erforderliche Mindestabstand zwischen Sondieransatzpunkten bestimmt werden kann. Möglichkeiten der Darstellung flächendeckender bzw. räumlicher Parameterverteilungen sowie statistische Tests zur Übertragbarkeit der Ergebnisse werden diskutiert. Abschließend wird die praktische Umsetzung der Ergebnisse am Beispiel von Standsicherheitsuntersuchungen für die Uferböschung eines Tagebaurestsees dargestellt.

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung von zeitabhängigen Verfestigungseffekten in Sandböden. Dies geschieht im Rahmen des Leitthemas „Modifizierung und Optimierung von Baugrund zur Ressourcenschonung“ bei der G²-Gruppe Geotechnik. Die bereits in Feld- und Laborversuchen beobachtete und untersuchte Zunahme von Festigkeits- und Steifigkeitsparametern in grobkörnigen Böden über Zeit, die nicht auf die Setzung zurückzuführen ist, wird anhand von zwei Versuchsmethoden unter Laborbedingungen untersucht. Die Versuche werden unter Betrachtung verschiedener Einflussfaktoren durchgeführt. Die verwendeten Methoden sind eine Labor-Drucksondierung und eine Ultraschalluntersuchung, deren Prüfgeräte für die Untersuchung der zeitabhängigen Verfestigungseffekte entwickelt wurden. Die Kontrolle der Geeignetheit für den Nachweis der zu untersuchenden Effekte und die damit verbundenen Anpassungen der Prüfgeräte sollen die Erstellung und Optimierung eines Versuchsprogramms ermöglichen.:Einleitung 1 Überblick 1.1 Hinweis zum Ultraschallversuch 2 Ziele 3 Grundlagen und Stand der Wissenschaft 3.1 Beschreibung des Effekts 3.2 Abgrenzung zu zeitabhängigen Verfestigungseffekten in bindigen Böden 3.3 Sand in der Geotechnik 3.3.1 Makroskopische Betrachtung geotechnischer Eigenschaften 3.3.2 Mikroskopische Betrachtung geotechnischer Eigenschaften 3.4 Kenntnisstand der Wissenschaft zum Aging-Effekt in grobkörnigen Böden 3.5 Labor- und Feldversuche zur Untersuchung von Aging-Effekten in Sandböden 4 Versuchsmethodik 4.1 Einführung 4.2 Untersuchung des Versuchsmaterials 4.2.1 Bodenkenngrößen 4.2.2 Mikroskopische Bodenuntersuchung 4.3 Labor-Drucksondierung 4.3.1 Versuchsaufbau 4.3.2 Übersicht der Versuchsreihen 4.3.3 Versuchsauswertung 5 Ergebniszusammenstellung und Auswertung 6 Fazit und Ausblick 7 Literaturverzeichnis Erklärung / The subject is the investigation of time-dependent consolidation effects in sandy soils. This takes place within the framework of the main theme 'Modification and optimization of subsoil to conserve resources' at the G²-Gruppe Geotechnik. The increase in strength and stiffness parameters in granular soils over time, which has already been observed and investigated in field and laboratory tests, and which is not due to settlement, is investigated using two testing methods under laboratory conditions. The tests are carried out considering various parameters. The methods used are a Mini-CPT and an ultrasonic examination, the test equipment of which was developed for the examination of the Aging-effect of soils. The control of the suitability for the verification of the effects to be examined and the related adaptations of the test devices should enable the designing of a test routine.:Einleitung 1 Überblick 1.1 Hinweis zum Ultraschallversuch 2 Ziele 3 Grundlagen und Stand der Wissenschaft 3.1 Beschreibung des Effekts 3.2 Abgrenzung zu zeitabhängigen Verfestigungseffekten in bindigen Böden 3.3 Sand in der Geotechnik 3.3.1 Makroskopische Betrachtung geotechnischer Eigenschaften 3.3.2 Mikroskopische Betrachtung geotechnischer Eigenschaften 3.4 Kenntnisstand der Wissenschaft zum Aging-Effekt in grobkörnigen Böden 3.5 Labor- und Feldversuche zur Untersuchung von Aging-Effekten in Sandböden 4 Versuchsmethodik 4.1 Einführung 4.2 Untersuchung des Versuchsmaterials 4.2.1 Bodenkenngrößen 4.2.2 Mikroskopische Bodenuntersuchung 4.3 Labor-Drucksondierung 4.3.1 Versuchsaufbau 4.3.2 Übersicht der Versuchsreihen 4.3.3 Versuchsauswertung 5 Ergebniszusammenstellung und Auswertung 6 Fazit und Ausblick 7 Literaturverzeichnis Erklärung

Basierend auf einer Analyse der spezifischen Merkmale der Drucksondierung (DS) und der radiometrischen Kombinationsdrucksondierung (KDS) sowie einer Dimensionsanalyse wurde ein Verfahren zur Aufstellung materialspezifischer Korrelationsbeziehungen zwischen den Messgrößen der Drucksondierung und den bei der KDS gewonnenen bodenphysikalischen Parametern Porenanteil, Dichte und Feinkornanteil entwickelt, wodurch die Effizienz von Drucksondierungen signifikant erhöht werden konnte. Es wird anhand geostatistischer Untersuchungen gezeigt, wie der für flächendeckende Untersuchungen erforderliche Mindestabstand zwischen Sondieransatzpunkten bestimmt werden kann. Möglichkeiten der Darstellung flächendeckender bzw. räumlicher Parameterverteilungen sowie statistische Tests zur Übertragbarkeit der Ergebnisse werden diskutiert. Abschließend wird die praktische Umsetzung der Ergebnisse am Beispiel von Standsicherheitsuntersuchungen für die Uferböschung eines Tagebaurestsees dargestellt.