DIN ISO TS 17892-10-2005 Geotechnical investigation and testing - Laboratory testing of soil - Part 10 Direct shear tests (ISO TS 17892-10 2004) German version CEN ISO TS 17892-10 .pdf

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1、Januar 2005 Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 9DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.080.20; 93.020:0Z 9524284www.din.deXVornormDIN ISO/TS 1

2、7892-10Geotechnische Erkundung und Untersuchung Laborversuche an Bodenproben Teil 10: Direkte Scherversuche (ISO/TS 1789210:2004);Deutsche Fassung CEN ISO/TS 1789210:2004Geotechnical investigation and testing Laboratory testing of soil Part 10: Direct shear tests (ISO/TS 1789210:2004);German version

3、 CEN ISO/TS 1789210:2004Reconnaissance et essais gotechniques Essais de sol au laboratoire Partie 10: Essai de cisaillement direct (ISO/TS 1789210:2004);Version allemande CEN ISO/TS 1789210:2004)Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlinwww.beuth.deGesamtumfang 16 SeitenDIN ISO/T

4、S 17892-10:2005-012Eine Vornorm ist das Ergebnis einer Normungsarbeit, das wegen bestimmter Vorbehalte zum Inhalt oderwegen des gegenber einer Norm abweichenden Aufstellungsverfahrens vom DIN noch nicht als Normherausgegeben wird.Zur vorliegenden Vornorm wurde kein Entwurf verffentlicht.Kommentare z

5、ur Deutschen Fassung CEN ISO/TS 17892-10:2004 sind zu richten an denNormenausschuss Bauwesen (NABau) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., 10772 Berlin(Hausanschrift: Burggrafenstrae 6, 10787 Berlin) oder als Datei per E-Mail an nabauDIN.de.in Formeiner Tabelle. Die Vorlage dieser Tabelle kann

6、 im Internet unter http:/www.din.de./stellungnahmeabgerufen werden. Sie knnen Ihre Kommentare auch in Papierformat an den NormenausschussBauwesen (NABau) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., 10772 Berlin (Hausanschrift:Burggrafenstrae 6, 10787 Berlin) senden.Nationales VorwortDie Technische S

7、pezifikation CEN ISO/TS 17892-10:2004 wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 341Geotechnische Erkundung und Untersuchung (Sekretariat und Vorsitz: Deutschland) in Zusammenarbeitmit ISO/TC 182/SC 1 Geotechnische Erkundung und Untersuchung (Sekretariat und Vorsitz:Deutschland) erarbeitet. Im DIN Deutsch

8、es Institut fr Normung e. V. ist hierfr der NABau-Arbeitsausschuss 05.03.00 Baugrund, Laborversuche zustndig.Vornorm TECHNISCHE SPEZIFIKATIONTECHNICAL SPECIFICATIONSPCIFICATION TECHNIQUECEN ISO/TS 17892-10Oktober 2004ICS 13.080.20; 93.020Deutsche FassungGeotechnische Erkundung und UntersuchungLaborv

9、ersuche an BodenprobenTeil 10: Direkte Scherversuche(ISO/TS 17892-10:2004)Geotechnical investigation and testing Laboratory testing of soil Part 10: Direct shear tests(ISO/TS 17892-10:2004)Reconnaissance et essais gotechniques Essais de sol au laboratoire Partie 10: Essai de cisaillement direct(ISO/

10、TS 17892-10:2004)Diese Technische Spezifikation (CEN/TS) wurde vom CEN am 2. Februar 2004 als eine knftige Norm zur vorlufigen Anwendungangenommen.Die Gltigkeitsdauer dieser CEN/TS ist zunchst auf drei Jahre begrenzt. Nach zwei Jahren werden die Mitglieder des CEN gebeten, ihreStellungnahmen abzugeb

11、en, insbesondere ber die Frage, ob die CEN/TS in eine Europische Norm umgewandelt werden kann.Die CEN-Mitglieder sind verpflichtet, das Vorhandensein dieser CEN/TS in der gleichen Weise wie bei einer EN anzukndigen und dieCEN/TS verfgbar zu machen. Es ist zulssig, entgegenstehende nationale Normen b

12、is zur Entscheidung ber eine mglicheUmwandlung der CEN/TS in eine EN (parallel zur CEN/TS) beizubehalten.CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland,Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, d

13、en Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Schweden, derSchweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern.EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNGEUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATIONCOMIT EUROPEN DE NORMALISATIONManagement-Zentrum

14、: rue de Stassart, 36 B-1050 Brssel 2004 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchemVerfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.Ref. Nr. CEN ISO/TS 17892-10:2004 DCEN ISO/TS 17892-10:2004 (D)2InhaltSeiteVorwort 3Einleitung 31 Anwendungsbereich. 4

15、2 Normative Verweisungen . 43 Begriffe. 44 Versuchseinrichtung 55 Probekrper. 86 Versuchsdurchfhrung 97 Versuchsergebnisse . 118 Versuchsbericht 14Literaturhinweise 14BilderBild 1 Schematische Darstellung eines konventionellen und eines parallel gefhrtenRahmenschergerts 6Bild 2 Beispiel fr ein Rings

16、chergert. 7Bild 3 Beispiele fr die Zeit-Setzungs-Kurve zur Ermittlung der Primrkonsolidation 10Bild 4 Bestimmung des Reibungswinkels als Funktion der Porenzahl e 13Vornorm CEN ISO/TS 17892-10:2004 (D)3VorwortDieses Dokument (CEN ISO/TS 17892-10:2004) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 341 Geotechn

17、i-sche Erkundung und Untersuchung, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird, in Zusammenarbeit mit demTechnischen Komitee ISO/TC 182 Geotechnik erarbeitet.Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgendenLnder gehalten, diese Technische Spezifikation an

18、zukndigen: Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland,Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande,Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, TschechischeRepublik, Ungarn, Vereinigtes Knigreich u

19、nd Zypern.CEN ISO/TS 17892 Geotechnische Erkundung und Untersuchung Laborversuche an Bodenproben bestehtaus den folgenden Teilen: Teil 1: Bestimmung des Wassergehalts Teil 2: Bestimmung der Dichte feinkrniger Bden Teil 3: Bestimmung der Korndichte Pyknometerverfahren Teil 4: Bestimmung der Korngrenv

20、erteilung Teil 5: Oedometerversuch mit stufenweiser Belastung Teil 6: Fallkegelversuch Teil 7: Einaxialer Druckversuch an feinkrnigen Bden Teil 8: Unkonsolidierter undrnierter Triaxialversuch Teil 9: Konsolidierte triaxiale Kompressionsversuche an wassergesttigten Bden Teil 10: Direkte Scherversuche

21、 Teil 11: Bestimmung der Durchlssigkeit mit konstanter und fallender Druckhhe Teil 12: Bestimmung der ZustandsgrenzenEinleitungDieses Dokument gilt fr einen internationalen Bereich der Geotechnik, der zuvor noch nie genormt wordenwar. Es ist beabsichtigt, dass dieses Dokument die gngige Praxis weltw

22、eit wiedergibt, und dass bedeutendeUnterschiede zu nationalen Dokumenten nicht zu erwarten sind. Es beruht auf internationaler Praxis (siehe1).Vornorm CEN ISO/TS 17892-10:2004 (D)41 AnwendungsbereichDieses Dokument legt Laborversuchsverfahren zur Bestimmung der wirksamen Scherparameter von Bdenim Hi

23、nblick auf geotechnische Untersuchungen nach prEN 1997-1 und prEN 1997-2 fest.Das Versuchsverfahren besteht aus dem Einbringen des Probekrpers in das direkte Schergert unter Auf-bringung einer vorher bestimmten Normalspannung, wobei der Probekrper entwssert und, falls erforderlich,befeuchtet wird od

24、er beides. unter Normalspannung konsolidiert wird. Nach Lsen der Rahmen zum Haltendes Probekrpers wird ein Rahmen horizontal gegenber dem anderen Rahmen bei konstanter Geschwindig-keit verschoben und so die Probe unter Messung der horizontalen Scherkraft und Verformung abgeschert.Das Scheren wird so

25、 langsam durchgefhrt, dass erhhter Porendruck ber die Entwsserung abgebaut wirdund somit die effektiven Spannungen den Normalspannungen entsprechen.Direkte Scherversuche werden im Erd- und Grundbau zur Bestimmung der effektiven Scherparameter vonBden durchgefhrt.2 Normative VerweisungenDie folgenden

26、 zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Ver-weisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabedes in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen).prEN 1997-1, Eurocode 7 Entwurf, Berech

27、nung und Bemessung in der Geotechnik Teil 1: AllgemeineRegeln.prEN 1997-2, Eurocode 7 Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik Teil 2: Erkundungund Untersuchung des Baugrunds.CEN ISO/TS 17892-1, Geotechnische Erkundung und Untersuchung Laborversuche an Bodenproben Teil 1: Bestimmung des W

28、assergehalts (ISO/TS 17892-1:2004).3 BegriffeFr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe.3.1direkter ScherversuchVersuch, bei dem ein Probekrper mit der Form eines quadratischen oder runden Prismas oder eines Kreis-rings seitlich zusammengehalten und auf einer mechanisch erzwunge

29、nen horizontalen Scherflche abge-schert wird, whrend sie mit einer Normalspannung belastet wird3.2Rahmenscherversuchdirekter Scherversuch, bei dem der Probekrper in einen starren Rahmen eingebaut ist, der quadratisch oderkreisfrmig und horizontal in zwei Hlften geteilt istANMERKUNG Die Scherbelastun

30、g wird aufgebracht, indem die beiden Hlften der Rahmen relativ zueinander ver-schoben werden (siehe Bild 1).3.3Kreisringscherversuchein direkter Scherversuch, bei dem ein kreisringfrmiger Probekrper einer Rotationsscherung ausgesetztwird whrend er unter einer vertikalen Spannung steht (siehe Bild 2)

31、3.4Reibungswinkelder Reibungswinkel, wie er sich aus den wirksamen Spannungen ergibtVornorm CEN ISO/TS 17892-10:2004 (D)53.5KohsioncKohsionsabschnitt, wie er sich aus den wirksamen Spannungen ergibt4 Versuchseinrichtung4.1 Rahmenschergert4.1.1 Das Rahmenschergert muss quadratisch oder kreisfrmig im

32、Grundriss und horizontal in zwei starreHlften geteilt sein, die horizontale Deformationen des Probekrpers verhindern.4.1.2 Whrend der Probekrper eingebaut wird, muss die Mglichkeit bestehen, die beiden Hlften desRahmenschergerts fest miteinander zu verbinden und nachdem die Vertikalbelastung auf den

33、 Probekrperaufgebracht worden ist die obere Hlfte von der unteren Hlfte kontrolliert um einen kleinen Betrag ohneVerkippung anzuheben.4.1.3 Die Anordnung muss so beschaffen sein, dass nach dem Lsen der beiden Teile sich diese beim Ab-scheren parallel zueinander bewegen.4.1.4 Die Druckkappe muss im G

34、rundriss 0,5 mm kleiner als die inneren Abmessungen des Rahmenscher-gerts sein. Sie muss darber hinaus steif genug sein, um die Vertikalbelastung gleichmig auf den Probe-krper zu bertragen.4.1.5 Die Druckkappe sollte mglichst in einem Lager gefhrt werden, um ein Verkippen whrend des Ab-scherens zu v

35、ermeiden.4.1.6 Whrend des Abscherens ist der Rahmen so in einem ueren Behlter (dem Wagen) anzuordnen,dass der Probekrper whrend des Versuchs unter Wasser liegt.4.1.7 Der Wagen auf der Grundplatte mit einem Lager mit geringem Gleitwiderstand, das nur Bewegungenin Lngsrichtung erlaubt.4.1.8 Um eine gl

36、eichmige Verteilung der Scherspannungen ber die Grundflche des Probekrpers zuerreichen, sind die obere und untere Flche des Probekrpers mit rauhen Filtersteinen abzudecken. Die Fil-tersteine mssen aus einem Material bestehen, das nicht mit dem Porenwasser oder dem Boden chemischreagiert. Ihre Porosi

37、tt muss ein Eindringen von Boden in die Poren verhindern, aber einen freien Abfluss desWassers whrend des Versuchs ermglichen. Daher muss die Durchlssigkeit der Filtersteine mindestens10-mal grer als die Durchlssigkeit des Probekrpers sein.Vornorm CEN ISO/TS 17892-10:2004 (D)6Legendea konventionelle

38、s Gertb parallel gefhrtes Gert1 Druckkappe2 Filterstein3 Probekrper4 KraftaufnehmerBild 1 Schematische Darstellung eines konventionellen und eines parallel gefhrtenRahmenschergerts4.1.9 Typische Konstruktionen fr konventionelle und parallel gefhrte Schergerte sind im Bild 1 darge-stellt.ANMERKUNG Ei

39、n parallel gefhrtes Schergert erlaubt die korrekte Nachbildung des Abscherens in situ, bei demScherflchen auftreten. Untersuchungen zeigen, dass in einem parallel gefhrten Schergert bei kohsiven Bden derReibungswinkel bis zu 4 kleiner und bei nicht bindigen Bden bis zu 6 hher ist im Vergleich zu ein

40、em konventionel-len Gert.4.2 Ringschergert4.2.1 Das Gert ist so auszubilden, dass sich die Scherbelastung allein aus Torsion ergibt.4.2.2 Die ringfrmigen Rahmen sind ausreichend steif auszubilden, um radiale Deformationen des Probe-krpers zu verhindern.4.2.3 Die ringfrmigen Rahmen sind in einem Wass

41、erbad unterzubringen, welches es ermglich, den Pro-bekrper whrend des Versuchs vollstndig unter Wasser zu setzen.4.2.4 Am oberen und unteren Ring mssen Filtersteine angebracht sein, die die gleichen Eigenschaften wiediejenigen des Rahmenschergerts haben (siehe 4.1.8).4.2.5 Das Ringschergert muss ein

42、e Einrichtung zum Aufbringen von vertikalen Normalspannungen haben.4.2.6 Eine typische Anordnung eines Ringschergerts ist im Bild 2 dargestellt.Vornorm CEN ISO/TS 17892-10:2004 (D)7Legende1 Probekrper2 Filtersteine3 oberer ringfrmiger Rahmen (fest)4 unterer ringfrmiger Rahmen (gedreht)5 Haltevorrich

43、tung, um den oberen ringfrmigen Rahmen anzuheben6 Belastungshebel fr Normalspannung7 Erzeugung und Messung des TorsionsmomentsBild 2 Beispiel fr ein Ringschergert4.3 Belastungseinrichtungen4.3.1 Die Normalbelastung ist whrend des Abscherens konstant zu halten.4.3.2 Das Abscheren ist durch kontinuier

44、liche Horizontalverschiebung oder Torsion zu erzeugen.4.3.3 Wenn nur die maximale Scherspannung bestimmt werden soll, kann das Abscheren auch ber einekonstante Erhhung der Scherbelastung erfolgen.4.3.4 Das Rahmenschergert muss eine horizontale Verformung von mindestens 20 % der Lnge oder desDurchmes

45、sers des Probekrpers ermglichen.4.3.5 Das Ringschergert muss durch die Torsion eine Verschiebung von 30 mm erlauben.4.4 Messung von Krften und Verschiebungen4.4.1 KraftDie Normalkraft ist auf 3 % ihres Werts im Bruchzustand oder auf 2,5 N zu messen. Der grere Wert istmagebend. Wenn die Reibung zwisc

46、hen den beiden Hlften der Gerte grer als 3 % ist, ist eine Kalibrie-rung durchzufhren und die Reibung bei der Ermittlung der Scherkraft zu bercksichtigen.Vornorm CEN ISO/TS 17892-10:2004 (D)84.4.2 VerschiebungenDie horizontalen und vertikalen Verschiebungen sind auf 0,02 mm bzw. 0,002 mm zu messen.5

47、 Probekrper5.1 Art und Anzahl der Probekrper5.1.1 Direkte Scherversuche sind mit homogenen Probekrpern durchzufhren, die entweder aus unge-strten Proben (Gteklasse 1 nach prEN 1997-2) ausgeschnitten oder so aus Bodenmaterial hergestellt wur-den, dass die magebenden Bedingungen in situ so genau wie m

48、glich wiedergegeben werden.5.1.2 In der Regel sind drei gleiche Probekrper aus einer ungestrten oder wiederaufbereiteten kohsivenProbe herzustellen, die unter drei verschieden groen Normalspannungen untersucht werden.5.1.3 Nicht bindige Proben mssen gro genug sein, um drei Probekrper herstellen zu knnen, ohne dassdabei das gleiche Material wiederverwendet werden muss.5.1.4 Wenn die Scherfestigkeit von kohsionslosem (grobkrnigem) Material in Abhngigkeit von der Po-renzahl e bestimmt werden muss, sind mindestens fnf Versuche mit konstanter Normalspannung und un-terschiedlichen Por