Studie zur Frosthebung und Tausetzung eines Tons bei unterschiedlichen Temperaturgradienten

Abstract

Strömungsvorgänge während des Vereisungsvorgangs von fein- und gemischtkörnigen Böden führen zur Frosthebung infolge Eislinsenbildung. Damit ist der Strömungsvorgang ein entscheidender Faktor zur Abschätzung der Frosthebung sowie nach dem Auftauvorgang resultierender Tausetzung. Es wurden eindimensionale Vereisungsversuche in einem geschlossenen System ohne Wasserverfügbarkeit sowie in einem offenen System mit Wasserverfügbarkeit durchgeführt. Hier wurde der Einfluss unterschiedlicher Temperaturgradienten (3,4 °C/cm, ~5,5 °C/cm, ~7,5 °C/cm) eines gesättigten Tons auf Parameter wie Rate des zuströmenden Wassers, Frosthebung und Tausetzung untersucht und diskutiert. Versuchsergebnisse zeigen, dass mit zunehmendem Temperaturgradienten die Werte der untersuchten Parameter ebenso zunehmen. Die Rate des zuströmenden Wassers während des Vereisungsvorgangs wird mithilfe eines Modells unter Berücksichtigung der tonmineralogischen Eigenschaften rechnerisch abgeschätzt. Die zur Anwendung des Modells erforderlichen Parameter werden zudem in unterschiedlichem Ausmaß durch den Temperaturgradienten beeinflusst. Mithilfe des vorgestellten Ansatzes kann eine Prognose zur Frosthebung sowie Tausetzung erfolgen.