Untersuchungen zu den Mechanismen der dynamischen Bodenverdichtung bei Anwendung des Rütteldruckverfahrens

Mit dieser Arbeit wird ein Beitrag zur Schließung der Kenntnislücke in Bezug auf die Interak- tion zwischen Tiefenrüttler und nicht bindigen Boden bei Anwendung des Rütteldruckverfah- rens geleistet. Mit einem messtechnisch instrumentierten Modelltiefenrüttler (M 1:3) sind in einem Versuchsstand Verdichtungsversuche durchgeführt worden. In den Versuchsserien wurden die verfahrenstechnischen Parameter Rüttlerfrequenz, Unwuchtmasse und Rüttle- reintauchtiefe variiert und deren Einfluss auf die Größe und die räumliche Ausbildung der Bodenverdichtung bewertet. Darüber hinaus wurden Resonanzerscheinungen im Rüttler- Boden-System und deren messtechnische Identifikation untersucht. Mit dem Dichte- und Steifigkeitszuwachs des Bodens nimmt die Amplitude der Rütt- lerschwingung auf einen konstanten Wert ab. Das Erreichen der Amplitudenkonstanz wird von der Anzahl der Belastungszyklen bestimmt. Die erzielte Verdichtungsreichweite wird sowohl von Unwuchtmasse und als auch von der Rüttlerfrequenz beeinflusst. Die Reso- nanzerscheinungen im Rüttler-Boden-System können durch das Vorauseilen der Unwucht- masse vor der Rüttlerbewegung um einen Vorlaufwinkel von 90 Grad identifiziert werden. Aufbauend auf dem versuchstechnischen Teil dieser Arbeit, sind mit einem analytischen Be- rechnungsmodell Rückrechnungen der Ergebnisse der Modellversuche und Vergleichsbe- rechnungen für einen in situ Tiefenrüttler durchgeführt worden. Die Ergebnisse belegen, dass die durchgeführten Verdichtungsversuche mit einem kalibrierten Berechnungsmodell abgebildet werden können. Das Berechnungsmodell kann ferner dazu verwendet werden, Resonanzzustände im Rüttler-Boden-System zu bewerten und bei einer Implementierung in eine aktive Mess- und Regelungstechnik die Effizienz des Verfahrens zu steigern.