Further development of a new, physically based, theory of the saturation-pore water suction-behaviour of soils

• Applicant: Dr.-Ing. Peter Schick
• Subject Area: Geotechnics, Hydraulic Engineering
• Term: from 2003 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5408539

Die Berücksichtigung der verschiedenen Wasserbindekräfte insbesondere in teilgesättigten Böden ist für das tiefere Verständnis des mechanischen Verhaltens der Böden unumgänglich. Mindestens zwei Wasserkomponenten sind hier relevant: Das in der unmittelbaren Umgebung der Kornoberflächen stark gebundene, direkt an der Oberfläche eisartigkristalline Adsorptionswasser und das durch die Kräfte der Oberflächenspannung im Porenraum gehaltene Kapillarwasser. Eigene Vorarbeiten zeigten die Eignung dieses Zwei-Komponenten-Modells für die pF-Kurve (Wassergehalt oder Sättigungsgrad abhängig von der Wasserspannung) als ein besseres und einfaches, physikalisch hinreichend genaues Modell. Die pF-Kurve als maßgebende charakteristische Eigenschaft wird aber bislang nur empirisch und unzureichend beschrieben. Im beantragten Projekt wird unter diesem Gesichtspunkt behandelt, wie Adsorptions- und Kapillarkräfte im Porenraum (a) die Strukturbildung durch Austrocknungs-BefeuchtungsZyklen verursachen, (b) eine Erklärung für wasserspannungsinduzierte scheinbare Vorbelastung bieten, (c) die Abschätzung der Wasserdurchlässigkeit ungesättigter feinkörniger Böden ermöglichen und außerdem (d) eine bessere (mikromechanisch ursächlichere) Prognose von pF-Kurven gestatten.

• DFG Programme: Research Fellowships