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Vulkanische Ascheböden als Straßenbaustoff
Vulkanische Ascheböden bedecken einen weiten Teil des südamerikanischen Kontinents entlang den Anden. Hierdurch sind in diesen Regionen Aschen vor allem im Straßenbau aber auch bei anderen Baumaßnahmen ein wichtiger Baustoff. Doch es hat sich immer wieder gezeigt, dass Ascheböden ein sehr variables Verhalten aufweisen. Auf der einen Seite können mit diesem Baustoff sehr steile und stabile Böschungen oder Anschnitte im Verlauf von Straßen hergestellt werden und auf der anderen Seite gibt es sehr häufig plötzliche massive Rutschungen. Die Bestimmung der Bodenkennwerte, die für die Planung und den Bau notwendig sind, ergeben bei der Anwendung der traditionellen Verfahren der Bodenmechanik stark schwankende Laborergebnisse. Zudem kann mit diesen Daten das unterschiedliche Verhalten des Baustoffs Asche nicht ausreichend erklärt werden. Ziel der Untersuchungen ist es, die bodenspezifischen Kenngrößen der vulkanischen Ascheböden Kolumbiens differenziert zu betrachten und die Besonderheiten ihres mechanischen Verhaltens zu beschreiben. Dabei erfolgen die Untersuchungen vor dem Hintergrund der Übertragung der Ergebnisse auf die Anwendbarkeit in situ. Aus Spektral- und Mikroskopanalysen ist bekannt, dass vulkanische Aschen auch Mineralien wie Allophan, Halloysit und Imogolit enthalten. Diese können unter bestimmten klimatischen Bedingungen aus der Verwitterung von vulkanischem Glas entstehen. Durch gezielte Laboruntersuchungen werden die Einflüsse dieser Mineralien auf die Bestimmung geotechnischer Eigenschaften eruiert. Hierfür standen Bodenproben aus der Kaffee-Region Kolumbiens zur Verfügung, einer Region mit starker Vulkanaktivität im Quartär. Unter Berücksichtigung der Versuchsergebnisse wurden weitere Laboruntersuchungen durchgeführt, um das unvorhersehbare Verhalten der Ascheböden in situ zu untersuchen. Hierbei wird besonderer Wert auf den Einfluss des äußeren und inneren Wassers sowie der zementierenden Wirkung der in den Aschen vorkommenden Mineralien gelegt.
Volcanic ash soils cover a large part of the South American continent along the ridge of the Andes. Consequently, in these regions volcanic soils are involved, mainly in road construction and also in other projects as a very important material. It has been always shown that these soils have very different behaviors. On the one hand can be built very steep and stable slopes and on the other side, sudden massive landslides are developed frequently. The determination of soil parameters that are necessary for the planning and construction, shown in the application of traditional methods of soil mechanics large deviations in the laboratory results. For this reason, the different behaviors of the material can not be described adequately with these data. The objective of the investigation is to re-consider specific soil parameters and describe the particulars of their mechanical behavior. This exploration can apply the results in a better understanding of the behavior of the material in situ. From spectral and microscopic analysis is well known that volcanic soils may also contain minerals such as allophane, halloysite and imogolite, which are formed from the weathering of volcanic glass under certain weather conditions. Through specific laboratory analysis are identified the influence of these minerals on the determination of geotechnical properties. For this purpose there were used some ash soils samples of the coffee region of Colombia, an area with strong volcanic activity in the Quaternary. Taking into account the observations were performed additional tests to investigate the unpredictable behavior of the ash soils in situ. In this process special emphasis is placed on the influence of external and internal water and the effect of cementing minerals present in the soil. From this investigation it follows that a single unequivocal characterization of the ash soils with traditional methods is very difficult, because unlike conventional sedimentary and residual soils, the special mineralogical composition of volcanic ash soils has a great influence on the results. Primarily, the results are influenced by the water content at the time of the test, but also by the very sensitive soil structure. From these observations have been made recommendations with regard to characterization. The studies of mechanical behavior based on actual conditions also result in some suggestions that may be useful in the exploration, planning and material handling on site, as well as contribute to the understanding of the functioning of these soils in-situ.
Vulkanische Ascheböden als Straßenbaustoff
Vulkanische Ascheböden bedecken einen weiten Teil des südamerikanischen Kontinents entlang den Anden. Hierdurch sind in diesen Regionen Aschen vor allem im Straßenbau aber auch bei anderen Baumaßnahmen ein wichtiger Baustoff. Doch es hat sich immer wieder gezeigt, dass Ascheböden ein sehr variables Verhalten aufweisen. Auf der einen Seite können mit diesem Baustoff sehr steile und stabile Böschungen oder Anschnitte im Verlauf von Straßen hergestellt werden und auf der anderen Seite gibt es sehr häufig plötzliche massive Rutschungen. Die Bestimmung der Bodenkennwerte, die für die Planung und den Bau notwendig sind, ergeben bei der Anwendung der traditionellen Verfahren der Bodenmechanik stark schwankende Laborergebnisse. Zudem kann mit diesen Daten das unterschiedliche Verhalten des Baustoffs Asche nicht ausreichend erklärt werden. Ziel der Untersuchungen ist es, die bodenspezifischen Kenngrößen der vulkanischen Ascheböden Kolumbiens differenziert zu betrachten und die Besonderheiten ihres mechanischen Verhaltens zu beschreiben. Dabei erfolgen die Untersuchungen vor dem Hintergrund der Übertragung der Ergebnisse auf die Anwendbarkeit in situ. Aus Spektral- und Mikroskopanalysen ist bekannt, dass vulkanische Aschen auch Mineralien wie Allophan, Halloysit und Imogolit enthalten. Diese können unter bestimmten klimatischen Bedingungen aus der Verwitterung von vulkanischem Glas entstehen. Durch gezielte Laboruntersuchungen werden die Einflüsse dieser Mineralien auf die Bestimmung geotechnischer Eigenschaften eruiert. Hierfür standen Bodenproben aus der Kaffee-Region Kolumbiens zur Verfügung, einer Region mit starker Vulkanaktivität im Quartär. Unter Berücksichtigung der Versuchsergebnisse wurden weitere Laboruntersuchungen durchgeführt, um das unvorhersehbare Verhalten der Ascheböden in situ zu untersuchen. Hierbei wird besonderer Wert auf den Einfluss des äußeren und inneren Wassers sowie der zementierenden Wirkung der in den Aschen vorkommenden Mineralien gelegt.
Volcanic ash soils cover a large part of the South American continent along the ridge of the Andes. Consequently, in these regions volcanic soils are involved, mainly in road construction and also in other projects as a very important material. It has been always shown that these soils have very different behaviors. On the one hand can be built very steep and stable slopes and on the other side, sudden massive landslides are developed frequently. The determination of soil parameters that are necessary for the planning and construction, shown in the application of traditional methods of soil mechanics large deviations in the laboratory results. For this reason, the different behaviors of the material can not be described adequately with these data. The objective of the investigation is to re-consider specific soil parameters and describe the particulars of their mechanical behavior. This exploration can apply the results in a better understanding of the behavior of the material in situ. From spectral and microscopic analysis is well known that volcanic soils may also contain minerals such as allophane, halloysite and imogolite, which are formed from the weathering of volcanic glass under certain weather conditions. Through specific laboratory analysis are identified the influence of these minerals on the determination of geotechnical properties. For this purpose there were used some ash soils samples of the coffee region of Colombia, an area with strong volcanic activity in the Quaternary. Taking into account the observations were performed additional tests to investigate the unpredictable behavior of the ash soils in situ. In this process special emphasis is placed on the influence of external and internal water and the effect of cementing minerals present in the soil. From this investigation it follows that a single unequivocal characterization of the ash soils with traditional methods is very difficult, because unlike conventional sedimentary and residual soils, the special mineralogical composition of volcanic ash soils has a great influence on the results. Primarily, the results are influenced by the water content at the time of the test, but also by the very sensitive soil structure. From these observations have been made recommendations with regard to characterization. The studies of mechanical behavior based on actual conditions also result in some suggestions that may be useful in the exploration, planning and material handling on site, as well as contribute to the understanding of the functioning of these soils in-situ.
Vulkanische Ascheböden als Straßenbaustoff
Linero-Molma, Cynthia (Autor:in)
2011
152 Seiten, 79 Bilder, 42 Tabellen, 118 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Vulkanische Ascheböden als Straßenbaustoff
UB Braunschweig | 2011
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