Scherverhalten von acrylatischen Injektionskörpern

Abstract

Porenrauminjektionen mit Acrylatgel werden zur Festigkeitssteigerung und zur Abdichtung des Baugrunds durchgeführt. Um die Standsicherheit eines Bauwerks nach dem Injektionsvorgang zuverlässig beurteilen zu können, müssen die Injektionskörper auf ihr bodenmechanisches Verhalten untersucht werden. Das Bruchverhalten wird hierbei häufig mit dem Mohr‐Coulombschen Bruchkriterium für Boden und Fels abgebildet. Experimentelle Laborversuche an Acrylatgel‐Injektionskörpern haben gezeigt, dass der Zuwachs der Scherfestigkeit bei steigender Normalspannung nichtlinear ist und in der Konsequenz mit dem Mohr‐Coulombschen Bruchkriterium die Festigkeit des Injektionskörpers überschätzt wird. Auf dieser Erkenntnis aufbauend wurden an einer Baugrube numerische Vergleichsberechnungen durchgeführt. In den Berechnungen wurden u. a. die Bruchkriterien nach Mohr‐Coulomb und Hoek‐Brown berücksichtigt. Basierend auf den experimentellen und numerischen Untersuchungen wird ein für die Baupraxis relevantes Bruchkriterium für Acrylatgel‐Injektionskörper vorgestellt, das es ermöglicht, die Festigkeit bzw. die Standsicherheit eines Bauwerks zutreffend beurteilen zu können.

Bestimmung der Scherfestigkeit und Steifigkeit von Gel‐Sand‐Injektionsprobekörpern

“…Streuungen in den einzelnen Versuchsserien waren hier durchgehend gering, die hohen Regressionskoeffizienten bestätigen dies darüber hinaus (Bilder 13, 14). Bei den Versuchen an der UniBW München [7] wurde hingegen eine solche Spannungsabhängigkeit der Scherparameter, vergleichbar mit dem Kriterium von Hoek-Brown für Fels, festgestellt. Die Abmessungen der an der FHNW verwendeten Probekörper mit Durchmesser 100 mm sind größer als die an der UniBW München verwendeten [7].…”

“…Bei den Versuchen an der UniBW München [7] wurde hingegen eine solche Spannungsabhängigkeit der Scherparameter, vergleichbar mit dem Kriterium von Hoek-Brown für Fels, festgestellt. Die Abmessungen der an der FHNW verwendeten Probekörper mit Durchmesser 100 mm sind größer als die an der UniBW München verwendeten [7]. Dort wurden Probekörper für die Triaxialversuche mit 36 mm Durchmesser mit Kernbohrungen aus Injektionskörpern gewonnen.…”

“…Die in den hier vorgestellten Triaxialversuchen ermittelten Kohäsionswerte der Acrylatgel-Sandproben sind zum Teil deutlich geringer als die in [7] angegebenen Werte.…”

Innovative Ground Improvement with Chemical Grouts: Potential and Limits of Partial Saturation with Polymers

“…Thus, the composite can be distinguished from chemical grouts like acrylate or acrylamide and colloidal silica, whose use in non-cohesive soils primarily aims at a full saturation of the effective pore space and, consequently, at a reduction of the permeability, and respectively the sealing of the ground. The unconfined compressive strength (UCS) of these ground improvements tends to be secondary and is in the order of 0.8 MPa for a sand fully saturated with acrylate or acrylamide grouts (Boley et al 2019;Chhun et al 2019;Ozgurel and Vipulanandan 2005). Boley et al (2019) determined the UCS-value of 0.8 MPa experimentally on grouted sand samples.…”

“…The unconfined compressive strength (UCS) of these ground improvements tends to be secondary and is in the order of 0.8 MPa for a sand fully saturated with acrylate or acrylamide grouts (Boley et al 2019;Chhun et al 2019;Ozgurel and Vipulanandan 2005). Boley et al (2019) determined the UCS-value of 0.8 MPa experimentally on grouted sand samples. Comparable values are determined in experimental laboratory tests by Chhun et al (2019) on a grouted silty sand.…”