Der Gefriersog und die Eislinsenbildung bei der Bodenfrostung

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Conrad Boley
• Subject Area: Geotechnics, Hydraulic Engineering
• Term: from 2009 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 134512236

Bei der Frostung feinkörniger Böden entsteht im Porenwasser eine Saugspannung, die auch Gefriersog genannt wird. Infolge des Gefriersogs bilden sich in den Böden bei offenem Drainagesystem Eislinsen, welche die mechanischen Eigenschaften der Böden nach dem Auftauen beeinflussen. Die Entstehungsmechanismen des Gefriersogs sind bis jetzt noch nicht klar. Somit ist die quantitative Bestimmung des Gefriersogs bei Berücksichtigung unterschiedlicher Randbedingungen noch nicht möglich. Durch jüngere Voruntersuchungen an unserem Institut werden die Mechanismen des Gefriersogs mit dem sogenannten osmotischen Druck erklärt. Ein erstes theroetisches Modell zur Abschätzung der Größe des Gefriersogs wurde von uns entwickelt. zur weiteren Untersuchung des Gefriersogs unter unterschiedlichen Randbedingungen und zur Verbesserung des vorgestellten Modells sind weitere Versuche unter Berücksichtigung von Bodenart, Auflast, Spannungsgeschichte, Art und Konzentration der Ionen im Porenwasser usw. vorgesehen. Zur weiteren Untersuchung der Mechanismen der Eislinsenbildung werden eindimensionale Frosteindringungsversuche unter unterschiedlichen Randbedingungen vorgeschlagen. Ein theoretisches Modell zur Simulation der Eislinsenbildung und zur Abschätzung der Frosthebung soll entwickelt werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr.-Ing. Yazhou Zou