DE10112986A1 - Testing device, especially for testing the deformation behavior of geomaterials and geosynthetics, is designed so that pure tensile and shear tests can be applied independently using the same apparatus - Google Patents
Testing device, especially for testing the deformation behavior of geomaterials and geosynthetics, is designed so that pure tensile and shear tests can be applied independently using the same apparatusInfo
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Abstract
Description
Prüfgerät zur Untersuchung der Interaktion - insbesondere zur Prüfung des Deformationsverhal tens - von Geomaterialien, Geokunststoffen sowie von Verbundsystemen aus Geomaterialien und Geokunststoffen, mit integrierter Ausziehversuchseinrichtung.Testing device for examining the interaction - in particular for testing the deformation behavior tens - of geomaterials, geosynthetics and composite systems made of geomaterials and Geosynthetics, with integrated pull-out test facility.
Erdverlegte Geokunststoffe haben tragfähigkeits- und standsicherheitserhöhende Eigenschaften. Diese genannten Eigenschaften beruhen auf der Kraftübertragung vom umgebenden Füllboden in die zugfesten Bewehrungen aus Geokunststoffen. Die Kraftübertragung erfolgt durch Rei bung, Verzahnung und/oder Adhäsion zwischen Bewehrung und Füllboden. Um die positiven Eigenschaften der Geokunststoffe in Anspruch nehmen zu können, muss die Interaktion zwi schen den erdverlegten Geokunststoffen und dem angrenzenden Erdstoff genauestens ermittelt werden.Geosynthetics laid in the ground have properties that increase their load-bearing capacity and stability. These properties are based on the power transmission from the surrounding filling floor into the tensile reinforcements made of geosynthetics. Power is transmitted by Rei Exercise, interlocking and / or adhesion between reinforcement and filling floor. To the positive To be able to use the properties of geosynthetics, the interaction between between the geosynthetics laid in the ground and the adjacent earth material become.
In der Geotechnik werden zur Untersuchung des Grenzflächenverhaltens zwischen Geomateria lien und/oder Geokunststoffen Rahmenschergeräte mit Mindesteinbaumaß von 300 mm × 300 mm und Kreisringschergeräte benutzt. Ferner sind auch Ausziehversuche und Kippversuche üb lich.Geotechnics are used to study the interface behavior between geomateria Lines and / or geosynthetics frame clippers with a minimum installation dimension of 300 mm × 300 mm and toroidal shearers used. Pull-out tests and tipping tests are also common Lich.
Bei den klassischen Rahmenschergeräten werden die Probekörper in einen in der waagerechten zweiteiligen Rahmen eingebaut. Die Konsolidierung erfolgt eindimensional über eine auf den oberen Probekörper aufgebrachte Normalspannung. Die Scherfläche wird unter konstanter Nor malspannung durch Relativverschiebung zwischen einem festgehaltenen und einem verschiebli chen Teil erzeugt.With the classic frame shearers, the test specimens are placed in one in the horizontal two-part frame installed. The consolidation is carried out one-dimensionally on one normal stress applied to the upper test specimen. The shear area is under constant Nor Color stress due to relative displacement between a held and a displaceable Chen part generated.
Bei den bekannten Einrichtungen ist es nachteilig, dass die durch die Relativverschiebung zwi schen dem Scherkasten und dem Probekörper mobilisierte Seitenreibung nicht vollständig her abgemindert werden kann.In the known devices, it is disadvantageous that the between by the relative displacement The side friction mobilized between the shaving box and the test specimen was not completely produced can be reduced.
Ein wesentlicher Nachteil der konventionellen Rahmenschergeräte ist, dass die zwischen zwei Bodenschichten eingebetteten Geokunststoffmessproben durch die einseitig aufgebrachte Nor malspannung nicht exakt in der Scherebene liegen, vielmehr werden die Geotextilien in die unte re Scherkastenhälfte eingerückt [TAKASUMI, D. L ET. AL. (1991): Soil-Geosynthetics Interface Strength Characteristics: A Review of State-of-the-Art Testing Procedures. Geosynthetics' 97 Conference Atlanta, USA, pp. 87-100]. Außerdem wird selten der Scherspalt während des Ver suches exakt eingefordert.A major disadvantage of conventional frame shearers is that the geosynthetic measurement samples embedded between two layers of soil are not exactly in the shear plane due to the normal tension applied on one side; rather, the geotextiles are indented into the lower half of the shear box [TAKASUMI, D. L ET. AL. ( 1991 ): Soil-Geosynthetics Interface Strength Characteristics: A Review of State-of-the-Art Testing Procedures. Geosynthetics' 97 Conference Atlanta, USA, pp. 87-100]. In addition, the shear gap is rarely demanded exactly during the test.
Bei den herkömmlichen Rahmenschergeräten kann ferner die Scherkraft nicht kippmomentfrei weitgehend in die Scherebene geleitet werden. Weiterhin ist bei diesen Einrichtungen nachteilig, dass die Verdichtung des Bodens im Scherrahmen - ungünstig - auf den Lagern oder auf einem externen Einbautisch erfolgt, wobei zum freien Heben der schweren Scherkästen ein Hebegerät benötigt wird.In the conventional frame shear devices, the shear force can not be free of tilting moment largely into the shear plane. Another disadvantage of these facilities is that that the compaction of the soil in the shear frame - unfavorable - on the bearings or on a external built-in table, a lifting device for lifting the heavy shear boxes freely is needed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfgerät zu entwickeln, mit dem das Grenzflä chenverhalten - insbesondere das Deformationsverhalten - von Geomaterialien, Geokunststoffen sowie von Verbundsystemen aus Geomaterialien und Geokunststoffen - mit mechanisch saube ren Randbedingungen - bestimmt werden kann. Die Untersuchung erfolgt optional im "Scherver such" und/oder "Ausziehversuch".The invention has for its object to develop a test device with which the Grenzflä behavior - in particular the deformation behavior - of geomaterials, geosynthetics and of composite systems made of geomaterials and geosynthetics - with mechanically clean ren boundary conditions - can be determined. The examination is optionally carried out in the "Scherver such "and / or" undressing attempt ".
Das erfindungsgemäße Prüfgerät sichert mechanisch saubere kinematische und kinetische Rand bedingungen im geprüften Material oder Materialverbund. Das Prüfgerät bietet die besonderen Vorteile, dass die Lage von Geosynthetikschichten bei der Untersuchung von Geosynthetik- Geomaterial-Verbundsystemen durch den Konsolidationsvorgang bei der Versuchsvorbereitung nur geringfügig beeinflusst wird, die negativen Effekte aus der Wandreibung auf das Versuchs ergebnis eliminiert werden können, eine exakt lineare Bewegung der Scherrahmen zueinander in horizontaler Richtung eingefordert wird und eine Reihe, gegenüber der heutigen Geosynthetik- Prüfpraxis, innovativerer Scher- und Ausziehversuchsarten ermöglicht werden.The testing device according to the invention ensures mechanically clean kinematic and kinetic edges conditions in the tested material or composite. The test device offers the special Advantages that the location of geosynthetic layers when examining geosynthetic Geomaterial composite systems through the consolidation process during test preparation is only slightly influenced, the negative effects of the wall friction on the experiment result can be eliminated, an exactly linear movement of the shear frame to each other in horizontal direction and a number, compared to today's geosynthetic Test practice, more innovative shear and pull-out test types are made possible.
Die Aufgabe wird durch ein Rahmenschergerät mit einem speziell ausgebildeten Rahmen gelöst. Das erfindungsgemäße Prüfgerät besteht aus einem verkippungsfreien, horizontal geführten, ge geneinander verschiebbaren oberen und unteren Belastungsrahmen, die über ein Hubwerk in der Höhe verstellt und die horizontale Translation durch eine Arretierung zum Grundgerüst des Prüfgerätes unterbunden werden können. Die Belastungsrahmen enthalten jeweils eine obere und untere Scherrahmeneinheit. Diese bestehen je aus einem vertikal beweglichen - schwebenden - Scherrahmen, die jeweils aus einem Belastungs- und einem Probenteil bestehen, die zueinander und zum Belastungsrahmen arretierbar sind. Jede Einheit enthält eine voneinander entkoppelte Belastungseinheit zur Aufbringung der Normalspannung, ein Scherwiderlager, Filtersteine, die mit der Entwässerungsöffnung an der Gerätewandung mit Dränagebohrungen verbunden sind, sowie seitliche Normalspannungswiderlager und Spannrahmen.The task is solved by a frame shear device with a specially designed frame. The test device according to the invention consists of a tilt-free, horizontally guided, ge mutually displaceable upper and lower load frame, which is via a hoist in the Adjusted the height and the horizontal translation by locking to the basic structure of the Tester can be prevented. The load frames each contain an upper and lower shear frame unit. These consist of a vertically movable - floating - Shear frames, each consisting of a load and a sample part, the one another and can be locked to the load frame. Each unit contains a decoupled one Load unit for applying the normal stress, a shear abutment, filter stones, the are connected to the drainage opening on the device wall with drainage holes, as well as lateral normal tension abutments and stenter.
Weitere Bestandteile des Prüfgerätes sind neben der Wasserwanne und einer starren Grundplatte, eine feste, einbautischseitige und horizontal bewegliche, antriebsseitige Klemmbacke zur rutsch sicheren Verbindung der geprüften Geokunststoffe. Die antriebsseitige Klemmbacke kann bei Bedarf an die Antriebsstange angeschlossen werden, wo normalerweise eine Vorrichtung zum Ziehen der oberen und/oder unteren Belastungsrahmen befestigt ist. Der Antrieb kann kraft- oder vorschubgesteuert mit konstanter oder variabler Geschwindigkeit sowie ziehend oder drückend betrieben werden. Zum Einbauen und Verdichten der zu untersuchenden Geomaterialproben werden die Probenteile der Scherrahmen über eine Transportschiene auf einen Arbeitstisch ge führt.Other components of the test device include the water pan and a rigid base plate, a fixed, horizontally movable, drive-side clamping jaw on the built-in table for slipping secure connection of the tested geosynthetics. The clamping jaw on the drive side can Need to be connected to the drive rod, where normally a device for Pulling the top and / or bottom load frame is attached. The drive can be power or Feed controlled with constant or variable speed as well as pulling or pushing operate. For installing and compressing the geomaterial samples to be examined the sample parts of the shear frame are transported to a work table via a transport rail leads.
Das erfindungsgemäße Prüfgerät beinhaltet einen an der Antriebsstange angeordneten Kraftauf nehmer und einen Wegaufnehmer zur Messung der resultierenden Tangentialkraft in der Scher ebene und des gefahrenen Scherweges. Weitere vier Kraftaufnehmer sind auf dem Wagen des Linearlagers der Horizontalführung des oberen Belastungsrahmens, genau in der Scherebene, zur Messung der resultierenden Normalkraft in der Scherebene angebracht.The test device according to the invention includes a force applied to the drive rod and a displacement transducer for measuring the resulting tangential force in the shear level and the driven shear path. Another four force transducers are on the carriage of the Linear bearing of the horizontal guide of the upper load frame, exactly in the shear plane, for Measurement of the resulting normal force attached to the shear plane.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements are specified in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Prüfgerät zeichnet sich durch eine leichte Bedienbarkeit, verbesserten Kraftfluss sowie ertüchtigter Konsolidationsmethodik insbesondere beim Ausziehversuch aus. Ein großer Vorteil der Erfindung liegt in der günstigeren Versuchslogistik, da der Betrieb des Prüfgerätes den Bedarf zum freien Heben von großen Massen nicht erfordert.The test device according to the invention is characterized by ease of use, improved Power flow and strengthened consolidation methodology, especially when trying to pull out. A great advantage of the invention lies in the cheaper experimental logistics, since the operation of the Tester does not require the need for free lifting of large masses.
Das erfindungsgemäße Prüfgerät ermöglicht Scher- und Ausziehversuche mit leicht reproduzier
baren Randbedingungen mit folgenden Einsatzbedingungen:
The testing device according to the invention enables shear and pull-out tests with easily reproducible boundary conditions with the following operating conditions:
- - Probenfläche: 500 mm × 500 mm- Sample area: 500 mm × 500 mm
- - Variation der Vertikalspannungen in bauwerkstypischen Bereichen (0 . . . 600 kPa)- Variation of the vertical stresses in typical building areas (0 ... 600 kPa)
- - Einseitige oder beidseitige Aufbringung der Normalspannung- One-sided or two-sided application of the normal stress
- - Kraft- oder vorschubgesteuerte mit konstanter oder variabler Geschwindigkeit sowie zie hend oder drückend betriebener Scherung- Force or feed controlled with constant or variable speed as well as ze shear operated or pushing
- - maximale Zugkraft bzw. Druckkraft in Schubrichtung: 125 kN - Maximum pulling or pushing force in the direction of push: 125 kN
- - Maximaler Verfahrweg in Schubrichtung: 200 mm- Maximum travel in the direction of thrust: 200 mm
- - Horizontal schwebende und/oder fixierte Scherkästen- Horizontal floating and / or fixed shear boxes
- - Stufenlose Scherspaltweite: min. 0 . . . 50 mm- Stepless shear gap: min. 0. , , 50 mm
- - Beprobung von Geomaterialien und/oder Geokunststoffen.- Sampling of geomaterials and / or geosynthetics.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the associated drawings show:
Fig. 1 Querschnitt des Prüfgerätes; Fig. 1 cross section of the tester;
Fig. 2 Längsschnitt des Prüfgerätes; Fig. 2 longitudinal section of the testing device;
Fig. 3A-3I Versucharten.3A-3I types of experiment FIG..
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, besteht das Prüfgerät aus einer Arbeitskammer 34, die durch eine starre Grundplatte 32 und eine Wasserwanne 33 begrenzt ist. Außerhalb der Arbeitskammer 34 befindet sich der Antrieb 45, welcher eine Scherung bzw. Ausziehung bewirkt, außerdem die hier nicht dargestellte Vorrichtung zur Erzeugung des Drucks in der oberen Belastungseinheit 3 und der unteren Belastungseinheit 4, sowie die Anlagen und Rechner zur Messwerterfassung und Auswertung. Innerhalb der Arbeitskammer 34 befindet sich eine an das Grundgerüst 46 des Prüfgerätes befestigte einbautischseitige Klemmbacke 40, ein Arbeitstisch 39, auf der der Probe teil des oberen Scherrahmens 7b und der Probeteil des unteren Scherrahmens 8b vorbereitet wer den, eine an den Antrieb 45 angeschlossene Antriebsstange 42, an die ein Kraftaufnehmer zur Messung der resultierenden Tangentialkraft 43 in der Scherebene 47 und ein Wegaufnehmer 44 zur Messung des Scherweges angebracht ist. Ferner wird an das Ende der Antriebstange 42, je nach Versuchsregime, eine antriebseitige Klemmbacke 41 oder eine Vorrichtung zum Ziehen oder Drücken des oberen Belastungsrahmens 1 und/oder des unteren Belastungsrahmens 2 an montiert. In der Arbeitskammer 34 befindet sich ein verkippungsfreier, horizontal geführter, ge geneinander verschiebbarer oberer Belastungsrahmen 1 und unterer Belastungsrahmen 2, der über ein Hubwerk 24 in der Höhe verstellt und die horizontale Translation durch eine Arretie rung zum Grundgerüst 46 des Prüfgerätes unterbunden werden können. Zur Erfassung der tat sächlichen Spannungen in der Scherebene 47 sind auf dem Wagen des Linearlagers der Horizon talführung des oberen Belastungsrahmens 26 vier Kraftaufnehmer zur Messung der resultieren den Normalkraft 25 in der Scherebene 47 angebracht. In dem oberen Belastungsrahmen 1 ist eine obere Scherrahmeneinheit und im unteren Belastungsrahmen 2 ist eine untere Scherrahmenein heit untergebracht. Die obere Scherrahmeneinheit besteht aus einem vertikal beweglichen - schwebenden - oberen Scherrahmen 7, der wiederum aus einem Belastungsteil des oberen Scher rahmens 7a und einem Probenteil des oberen Scherrahmens 7b besteht. Die obere Scherrahmen einheit besteht zudem aus einer oberen Belastungseinheit 3, einem oberen Scherwiderlager 5, oberen Filtersteinen 11, die mit der oberen Entwässerungsöffnung 12 an der Gerätewandung mit Dränagebohrungen verbunden sind, sowie aus seitlichen Normalspannungswiderlagern des obe ren Scherrahmens 36, Wagen des Linearlagers der Vertikalführung des oberen Scherrahmens 19, Transportwagen des oberen Scherrahmens 21 und einem oberen Spannrahmen 9. Die untere Scherrahmeneinheit besteht aus einem vertikal beweglichen - schwebenden - unteren Scherrah men 8, der wiederum aus einem Belastungsteil des unteren Scherrahmens 8a und einem Proben teil des unteren Scherrahmens 8b besteht. Die untere Scherrahmeneinheit besteht zudem aus ei ner unteren Belastungseinheit 4, einem unteren Scherwiderlager 6, unteren Filtersteinen 13, die mit der unteren Entwässerungsöffnung 14 an der Gerätewandung mit Dränagebohrungen ver bunden sind, sowie aus seitlichen Normalspannungswiderlagern des unteren Scherrahmens 38, Wagen des Linearlagers der Vertikalführung des unteren Scherrahmens 20, Transportwagen des unteren Scherrahmens 23 und einem unteren Spannrahmen 10.As can be seen from FIGS. 1 and 2, the test device consists of a working chamber 34 which is delimited by a rigid base plate 32 and a water pan 33 . Outside the working chamber 34 is the drive 45 , which causes shearing or pulling out, in addition the device (not shown here) for generating the pressure in the upper loading unit 3 and the lower loading unit 4 , as well as the systems and computers for recording and evaluating measured values. Inside the working chamber 34 there is a built-in clamping jaw 40 attached to the basic structure 46 of the testing device, a working table 39 on which the sample part of the upper shear frame 7 b and the test part of the lower shear frame 8 b are prepared, who is connected to the drive 45 Drive rod 42 , to which a force transducer for measuring the resulting tangential force 43 in the shear plane 47 and a displacement transducer 44 for measuring the shear path are attached. Furthermore, depending on the test regime, a drive-side clamping jaw 41 or a device for pulling or pushing the upper load frame 1 and / or the lower load frame 2 is mounted on the end of the drive rod 42 . In the working chamber 34 there is a tilt-free, horizontally guided, ge mutually displaceable upper load frame 1 and lower load frame 2 , which is adjusted in height by means of a lifting mechanism 24 and the horizontal translation can be prevented by a locking mechanism to the framework 46 of the testing device. To detect the actual stresses in the shear plane 47 , four force transducers for measuring the resultant normal force 25 in the shear plane 47 are attached to the carriage of the linear bearing of the horizontal guide of the upper load frame 26 . In the upper load frame 1 is an upper shear frame unit and in the lower load frame 2 is a lower Scherrahmenein unit. The upper shear frame unit consists of a vertically movable - floating - upper shear frame 7 , which in turn consists of a loading part of the upper shear frame 7 a and a sample part of the upper shear frame 7 b. The upper shear frame unit also consists of an upper load unit 3 , an upper shear abutment 5 , upper filter stones 11 , which are connected to the upper drainage opening 12 on the wall of the device with drainage holes, as well as lateral normal voltage abutments of the upper shear frame 36 , carriage of the linear bearing of the vertical guide of the upper shear frame 19 , trolley of the upper shear frame 21 and an upper stenter 9 . The lower shear frame unit consists of a vertically movable - floating - lower shear frame 8 , which in turn consists of a loading part of the lower shear frame 8 a and a sample part of the lower shear frame 8 b. The lower shear frame unit also consists of egg ner lower load unit 4 , a lower shear abutment 6 , lower filter blocks 13 , which are connected to the lower drainage opening 14 on the wall of the device with drainage holes, and lateral normal stress abutments of the lower shear frame 38 , carriage of the linear bearing of the vertical guide of the lower shear frame 20 , trolley of the lower shear frame 23 and a lower stenter 10 .
Die zwischen dem oberen Belastungsrahmen 1 und unteren Belastungsrahmen 2 während des Versuches eintretende Relativverschiebung ist über den Wagen des Linearlagers der Horizontal führung des oberen Belastungsrahmens 26 sowie die Schiene des Linearlagers der Horizontal führung des oberen Belastungsrahmens 27 möglich, ferner ist die zwischen dem Grundgerüst 46 und unteren Belastungsrahmen 2 während des Versuches eintretende Relativverschiebung über den Wagen des Linearlagers der Horizontalführung des unteren Belastungsrahmens 28 sowie die Schiene des Linearlagers der Horizontalführung des unteren Belastungsrahmens 29 möglich, die sämtliche Kraftkomponenten, außer in Schubrichtung, aufnehmen kann. Der Verbund aus dem oberen Belastungsrahmen 1 und unteren Belastungsrahmen 2 sowie die im oberen Belastungs rahmen 1 untergebrachte obere Scherrahmeneinheit sowie die im unteren Belastungsrahmen 2 untergebrachte untere Scherrahmeneinheit wird zum Heben und Senken mit einem Hubwerk 24 versehen. Durch Anheben des Verbundes ist das Herausfahren des Probenteils des oberen Scher rahmens 7b und des Probenteils des unteren Scherrahmens 8b - einzeln oder zusammen - über die an dem oberen Scherrahmen 7 angebrachten Transportwagen des oberen Scherrahmens 21 und an dem unteren Scherrahmen 8 angebrachten Transportwagen des oberen Scherrahmens 23 so wie über die Transportschiene 22 auf einen Einbautisch 39 möglich, wo Ein- und Ausbauarbei ten vorgenommen werden. Zum Überführen des eingebauten Probenteiles des oberen Scherrah mens 7b oder des eingebauten Probenteiles des unteren Scherrahmens 8b in den oberen Belastungsrahmen 1 oder in den unteren Belastungsrahmen 2 wird ein Hilfsblech benutzt. Die Höhe des Krafteintrags kann durch Anheben des Verbundes des oberen Belastungsrahmens 1 sowie des unteren Belastungsrahmens 2 weitestgehend - kippmomentfrei - in die Höhe der Scherebene 47 eingestellt werden.The between the upper load frame 1 and lower load frame 2 during the experiment relative displacement is possible via the carriage of the linear bearing of the horizontal guide of the upper load frame 26 and the rail of the linear bearing of the horizontal guide of the upper load frame 27 , furthermore that between the basic structure 46 and lower load frame 2 relative displacement occurring during the experiment on the carriage of the linear bearing of the horizontal guide of the lower load frame 28 and the rail of the linear bearing of the horizontal guide of the lower load frame 29 possible, which can accommodate all force components, except in the direction of thrust. The assembly of the upper load frame 1 and lower load frame 2 and the upper shear frame unit accommodated in the upper load frame 1 and the lower shear frame unit accommodated in the lower load frame 2 is provided with a lifting mechanism 24 for lifting and lowering. By lifting of the composite, the moving out of the sample portion of the upper shear is frame 7 b and the sample part of the lower shear frame 8 b - separately or together - on attached to the upper shear frame 7 dolly upper shear frame 21 and at the lower shear frame 8 mounted dolly upper shear frame 23 as possible via the transport rail 22 on an installation table 39 , where installation and removal work are carried out. To transfer the built-in sample part of the upper shear frame 7 b or the built-in sample part of the lower shear frame 8 b in the upper load frame 1 or in the lower load frame 2 , an auxiliary plate is used. The height of the force input can be largely adjusted to the height of the shear plane 47 by lifting the bond between the upper load frame 1 and the lower load frame 2 without tilting moment.
Zur Verminderung der Reibungseinflüsse zwischen dem oberen Probenkörper 15 und dem Pro benteil des oberen Scherrahmens 7b sowie der unteren Probenkörper 16 und der Probenteil des unteren Scherrahmens 8b wird dem oberen Scherrahmen 7 wie auch dem unteren Scherrahmen 8 die Möglichkeit einer vertikalen Bewegung während des Versuches gegeben, womit sich die Scherspaltweite versuchsbedingt einstellen kann. Zu diesem Zweck wird der obere Scherrahmen 7 über den Wagen des Linearlagers der Vertikalführung des oberen Scherrahmens 19 und über die am oberen Belastungsrahmen 1 angebrachte Schiene des Linearlagers der Vertikalführung des oberen Belastungsrahmens 17, ferner der untere Scherrahmen 8 über den Wagen des Linear lagers der Vertikalführung des unteren Scherrahmens 20 und über die am unteren Belastungs rahmen 2 angebrachte Schiene des Linearlagers der Vertikalführung des unteren Belastungsrah mens 18 geführt. Durch Arretierung des oberen Scherrahmens 7 wie auch des unteren Scherrah mens 8 mit der Vorrichtung zum Arretieren der oberen Scherrahmenhälften 35 sowie der Vor richtung zum Arretieren der unteren Scherrahmenhälften 37 zueinander, ferner zum oberen Be lastungsrahmen 1 wie auch zum unteren Belastungsrahmen 2 mit dem Gewindestift zum Arretie ren des oberen Scherrahmens 30 sowie dem Gewindestift zum Arretieren des unteren Scherrah mens 31, kann das kontrollierte Einstellen und exakte Einfordern einer Scherspaltweite während der gesamten Versuchsdurchführung erfolgen. Das Eigengewicht des oberen Scherrahmens 7 und unteren Scherrahmens 8 wird mittels Gegengewichte kompensiert.To reduce the effects of friction between the upper sample body 15 and the Pro of the upper shear frame 7 b and the lower test specimen 16 and the sample portion of the lower shear frame 8 is benteil b the upper shear frame 7 as well as the lower shear frame 8 the possibility of vertical movement during the experiment given, with which the shear gap width can result from the experiment. For this purpose, the upper shear frame 7, further the lower shear frame 8 on the carriage of the linear bearing on the carriage of the linear bearing of the vertical guide of the upper shear frame 19 and the attached to the upper loading frame 1 rail of the linear bearing of the vertical guide of the upper loading frame 17 of the vertical guide of the lower shear frame 20 and on the lower load frame 2 attached rail of the linear bearing of the vertical guide of the lower load frame mens 18 out. By locking the upper shear frame 7 as well as the lower shear frame mens 8 with the device for locking the upper shear frame halves 35 and the on device for locking the lower shear frame halves 37 to each other, further to the upper loading frame 1 and the lower loading frame 2 with the grub screw to Arretie ren of the upper shear frame 30 and the grub screw for locking the lower shear frame mens 31 , the controlled setting and exact request of a shear gap width can take place during the entire test procedure. The dead weight of the upper shear frame 7 and lower shear frame 8 is compensated for by means of counterweights.
Homogene Belastungsbedingungen in dem untersuchten Geosynthetik-Lockergesteinsverbund werden durch Anwendung der oberen Belastungseinheit 3 und der unteren Belastungseinheit 4 geschaffen. Die Befestigung der oberen Belastungseinheit 3 erfolgt auf dem oberen Belastungs rahmen 1 und die der unteren Belastungseinheit 4 erfolgt auf dem unteren Belastungsrahmen 2. Damit können störende Vertikalverschiebungseffekte in der Konsolidationsphase auch zum gro ßen Teil abgewendet werden, die sich insbesondere beim Interaktionsversuch Geomaterial- Geosynthetik-Geomaterial sowie beim Ausziehversuch vorteilhaft auswirken. Durch Demontage der unteren Belastungseinheit 4 kann die Belastung auf die obere Belastungseinheit 3 und Span nungseintrag an der oberen freien Oberfläche der oberen Probekörper 15 zurückgerüstet werden, was bei der Untersuchung der Reibung zwischen Geomaterial im Probenteil des oberen Scherrahmens 7b und einer auf festem Material aufgespannten Geosynthetik im Probenteil des unteren Scherrahmens 8b erforderlich wird. Um die Ausschnürung der oberen Belastungseinheit 3 sowie der unteren Belastungseinheit 4 zu verhindern, wird der obere Scherrahmen 7 in einen Belas tungsteil des oberen Scherrahmens 7a und einen Probenteil des oberen Scherrahmens 7b geteilt und für den Versuch mit einer Vorrichtung zum Arretieren der oberen Scherrahmenhälften 35 zueinander befestigt, entsprechend wird der untere Scherrahmen 8 in einen Belastungsteil des unteren Scherrahmens 8a und einen Probenteil des unteren Scherrahmens 8b geteilt und für den Versuch mit einer Vorrichtung zum Arretieren der unteren Scherrahmenhälften 37 zueinander befestigt. Die Beaufschlagung der oberen Belastungseinheit 3 und der unteren Belastungseinheit 4 wird mit zwei, voneinander völlig separaten Drucksystemen realisiert. Der Schubspannungs eintrag in den oberen Probenkörper 15 sowie in den unteren Probenkörper 16 erfolgt über das obere Scherwiderlager 5 und das untere Scherwiderlager 6 an der oberen freien Oberfläche des oberen Probenkörpers 15 und an der unteren freien Oberfläche des unteren Probenkörpers 16. Damit wird an den Lasteintragsstellen des oberen Probenkörpers 15 und des unteren Probenkör pers 16 eine reine Spannungsrandbedingung sowohl in Normal- als auch in Tangentialrichtung wirkungsvoll unterstützt.Homogeneous load conditions in the geosynthetic loose rock composite examined are created by using the upper load unit 3 and the lower load unit 4 . The upper load unit 3 is attached to the upper load frame 1 and the lower load unit 4 is attached to the lower load frame 2 . In this way, disruptive vertical displacement effects in the consolidation phase can largely be averted, which are particularly advantageous in the interaction attempt between geomaterials, geosynthetics and geomaterial, as well as during the pull-out attempt. By disassembling the lower load unit 4 , the load on the upper load unit 3 and voltage entry on the upper free surface of the upper test specimen 15 can be restored, which in the investigation of the friction between geomaterial in the sample part of the upper shear frame 7 b and a clamped on solid material Geosynthetics in the sample part of the lower shear frame 8 b is required. In order to prevent the constriction of the upper load unit 3 and the lower load unit 4 , the upper shear frame 7 is divided into a loading device part of the upper shear frame 7 a and a sample part of the upper shear frame 7 b and for testing with a device for locking the upper shear frame halves 35 attached to each other, correspondingly, the lower shear frame 8 is divided into a loading part of the lower shear frame 8 a and a sample part of the lower shear frame 8 b and fastened to each other for testing with a device for locking the lower shear frame halves 37 . The loading of the upper loading unit 3 and the lower loading unit 4 is realized with two pressure systems that are completely separate from one another. The shear stress entry in the upper specimen 15 and in the lower specimen 16 takes place via the upper shear abutment 5 and the lower shear abutment 6 on the upper free surface of the upper specimen 15 and on the lower free surface of the lower specimen 16 . Thus, a pure stress boundary condition is effectively supported both in the normal and in the tangential direction at the load entry points of the upper sample body 15 and the lower sample body 16 .
Der obere Scherrahmen 7 wie auch der untere Scherrahmen 8 wird nach Bedarf in Schubrichtung mit einem seitlichen Normalspannungswiderlager des oberen Scherrahmens 36 und mit einem seitlichen Normalspannungswiderlager des unteren Scherrahmens 38 versehen, die als Normal spannungswiderlager bei hohen Scherwegen wirksam werden, womit eine Verschiebung in Zug richtung ohne Freilegung des geprüften Materials möglich wird. Die seitlichen Normalspan nungswiderlager des oberen Scherrahmens 36 und die seitlichen Normalspannungswiderlager des unteren Scherrahmens 38 werden montierbar und demontierbar ausgeführt, womit davon ausgehende störende Einflüsse bei Versuchen, in denen sie nicht benötigt werden, vermieden werden können. Die Anwendung der seitlichen Normalspannungswiderlager wird in den Ver suchsarten verdeutlicht.The upper shear frame 7 as well as the lower shear frame 8 is provided as required in the pushing direction with a lateral normal-voltage abutment of the upper shear frame 36 and with a lateral normal-voltage abutment of the lower shear frame 38 , which act as a normal voltage abutment at high shear paths, thus causing a shift in the direction of the train is possible without exposing the tested material. The lateral normal tension abutment of the upper shear frame 36 and the lateral normal tension abutment of the lower shear frame 38 can be assembled and disassembled, with the result that disruptive influences in experiments in which they are not required can be avoided. The use of the lateral normal-voltage abutment is illustrated in the test types.
Zur Verhinderung von Einschnürungseffekten der geprüften Geokunststoffe beim Scheren wer den diese auf den oberen Spannrahmen 9 und den unteren Spannrahmen 10 aufgespannt. Je nach der durchzuführenden Versuchsart wird der obere Spannrahmen 9 an dem Probenteil des oberen Scherrahmens 7b und/oder der untere Spannrahmen 10 an dem Probenteil des unteren Scherrah mens 8b befestigt. Ferner werden bei Ausziehversuchen die zu untersuchenden Geosynthetiklagen an die einbautischseitige Klemmbacke 40 und/oder antriebsseitige Klemmbacke 41 rutschsi cher verbunden.To prevent constriction effects of the tested geosynthetics during shearing, who stretched them onto the upper stenter 9 and the lower stenter 10 . Depending on the type of experiment to be carried out, the upper clamping frame 9 is attached to the sample part of the upper shear frame 7 b and / or the lower clamping frame 10 to the sample part of the lower shear frame 8 b. Furthermore, the geosynthetic layers to be examined are connected to the built-in table-side jaw 40 and / or the drive-side jaw 41 in a slide test.
Der obere Scherrahmen 7 und der untere Scherrahmen 8 können bedarfsweise sowohl für Scher- als auch für Ausziehversuche vollständig geflutet werden. Um eine ausreichende Entwässerung nach oben und unten von Versuchsreihen mit teil- bzw. gesättigtem Probenmaterial zu gewähr leisten, sind in dem Probenteil des oberen Scherrahmens 7b obere Filtersteine 11 angeordnet, die mit der oberen Entwässerungsöffnung 12 an der Gerätewandung mit Dränagebohrungen verbun den sind, ferner sind in dem Probenteil des unteren Scherrahmens 8b untere Filtersteine 13 ange ordnet, die mit der unteren Entwässerungsöffnung 14 an der Gerätewandung mit Dränageboh rungen verbunden sind.The upper shear frame 7 and the lower shear frame 8 can, if necessary, be completely flooded for both shear and pull-out tests. To ensure adequate drainage upwards and make the bottom of test series with partially or saturated sample material to be granted, the upper shear frame 7 are disposed b upper filter bricks 11 in the sample portion which is all in the upper drainage opening 12 at the walls of equipment with Dränagebohrungen the are, furthermore, in the sample part of the lower shear frame 8 b, lower filter stones 13 are arranged, which are connected to the lower drainage opening 14 on the device wall with drainage bores.
Die Scher- bzw. Ausziehkraft wird über die am Antrieb 45 angeschlossene Antriebsstange 42 eingeleitet. Die Scherung erfolgt kraft- oder vorschubgesteuert mit konstanter oder variabler Ge schwindigkeit. Für die Untersuchung des hysteretischen Scherverhaltens von Geokunststoff- Lockergesteins-Verbundsystemen ist die Verschiebungsrichtung umkehrbar.The shear or pull-out force is introduced via the drive rod 42 connected to the drive 45 . Shear is force or feed controlled at constant or variable speed. The direction of displacement is reversible for the investigation of the hysteretic shear behavior of geosynthetic loose rock composite systems.
Die Instrumentation des erfindungsgemäßen Prüfgerätes für erweiterte Messaufgaben erfolgt mit einer speziellen messtechnischen Ausrüstung nachträglich. Das elektronische System der Ver suchseinrichtung stellt für diese messtechnischen Aufnehmer eine Infrastruktur bereit. Die Da tenerfassung wird mit einem gesonderten Messdatensammler abgewickelt und zur Überwachung, Berechnung und Auswertung in einen Rechner eingespeist.The instrumentation of the test device according to the invention for extended measurement tasks is carried out with special measuring equipment. The electronic system of the Ver Suchseinrichtung provides an infrastructure for these metrological sensors. The Da data acquisition is processed with a separate measurement data collector and for monitoring, Calculation and evaluation fed into a computer.
Wie aus Fig. 3A bis 3I ersichtlich ist, ermöglicht das erfindungsgemäße Prüfgerät eine Vielzahl von Versucharten.As can be seen from FIGS . 3A to 3I, the test device according to the invention enables a large number of test types.
Fig. 3A veranschaulicht das Prinzip der Versuchsart Geomaterial-Geomaterial-Scherversuch. Bei dieser Versuchart wird das untersuchte Geomaterial durch Verschieben des oberen Belas tungsrahmens 1 und des unteren Belastungsrahmens 2 zueinander abgeschert. Schubspannungen werden durch Ziehen oder Drücken am oberen Belastungsrahmen 1 oder unteren Belastungs rahmen 2 eingetragen. Der nicht bewegte Belastungsrahmen wird während des Versuches zum Grundgerüst 46 des Prüfgerätes arretiert. Die Normalspannung wird wahlweise über die obere Belastungseinheit 3 in den oberen Probenkörper 15 und/oder über die untere Belastungseinheit 4 in den unteren Probenkörper 16 eingetragen. Der Einbau der untersuchten Geomaterialprobe erfolgt auf dem Einbautisch 39 in den Probenteil des oberen Scherrahmens 7b und Probenteil des unteren Scherrahmens 8b gleichzeitig. Zum Überführen des eingebauten Probenteils des oberen Scherrahmens 7b und des Probenteils des unteren Scherrahmens 8b gleichzeitig in den oberen Belastungsrahmen 1 sowie unteren Belastungsrahmen 2 wird ein Hilfsblech benutzt. Fig. 3A illustrates the principle of the test type geomaterials-geomaterials-shear test. In this type of experiment, the examined geomaterial is sheared off by moving the upper load frame 1 and the lower load frame 2 to each other. Shear stresses are entered by pulling or pushing on the upper load frame 1 or lower load frame 2 . The non-moving load frame is locked during the test to the framework 46 of the tester. The normal stress is optionally entered into the upper specimen 15 via the upper loading unit 3 and / or into the lower specimen 16 via the lower loading unit 4 . The geomaterial sample examined is installed simultaneously on the installation table 39 in the sample part of the upper shear frame 7 b and sample part of the lower shear frame 8 b. An auxiliary plate is used to transfer the built-in sample part of the upper shear frame 7 b and the sample part of the lower shear frame 8 b into the upper load frame 1 and lower load frame 2 at the same time.
Fig. 3B veranschaulicht die Versuchsart Geomaterial-Geosynthetik-Scherversuch. Hierbei wird das untersuchte Geomaterial im oberen Belastungsrahmen 1 über den im unteren Belas tungsrahmen 2 auf einer festen Unterlage aufgespannten Geosynthetikschicht bewegt. Schub spannungen werden durch Ziehen oder Drücken am oberen Belastungsrahmen 1 eingetragen. Der untere Belastungsrahmen 2 wird während des Versuches zum Grundgerüst 46 des Prüfgerä tes arretiert. Die Normalspannung wird über die obere Belastungseinheit 3 in den oberen Pro benkörper 15 eingetragen. Die untere Belastungseinheit 4 im unteren Belastungsrahmen 2 wird zum Versuch entfernt. Der Einbau der untersuchten Geomaterialprobe erfolgt auf dem Einbau tisch 39 in den Probenteil des oberen Scherrahmens 7b. Zum Überführen des eingebauten Pro benteils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 wird ein Hilfsblech be nutzt. Im unteren Scherrahmen 8 wird eine verformungsarme Hilfskonstruktion (Block) einge legt. Fig. 3B illustrates the trial type geomaterials-geosynthetic-shear test. Here, the examined geomaterial in the upper load frame 1 is moved over the geosynthetic layer spanned in the lower load frame 2 on a solid base. Shear stresses are entered by pulling or pressing on the upper load frame 1 . The lower load frame 2 is locked during the experiment to the framework 46 of the tester. The normal stress is entered via the upper load unit 3 in the upper sample body 15 . The lower load unit 4 in the lower load frame 2 is removed for testing. The geomaterial sample examined is installed on the installation table 39 in the sample part of the upper shear frame 7 b. To transfer the built-in pro part of the upper shear frame 7 b in the upper load frame 1 , an auxiliary sheet is used. In the lower shear frame 8 , a low-deformation auxiliary construction (block) is inserted.
Fig. 3C illustriert die Versuchsart Geomaterial-Geosynthetik-Geomaterial-Scherversuch. Im Versuch wird ein Verbund aus Geomaterial, Geosynthetik und Geomaterial durch Verschie ben des oberen Belastungsrahmens 1 und des unteren Belastungsrahmens 2 zueinander derart abgeschert, dass sich eine oder mehrere Geosynthetiklage(n) exakt in der Scherebene 47 befin den. Schubspannungen werden durch Ziehen oder Drücken am oberen Belastungsrahmen 1 oder unteren Belastungsrahmen 2 eingetragen. Der nicht bewegte Belastungsrahmen wird während des Versuches zum Grundgerüst 46 des Prüfgerätes arretiert. Die Normalspannung wird wahl weise über die obere Belastungseinheit 3 in den oberen Probenkörper 15 und/oder über die unte re Belastungseinheit 4 in den unteren Probenkörper 16 eingetragen. Der Einbau der untersuchten Geomaterialprobe erfolgt auf dem Einbautisch 39 in den Probenteil des unteren Scherrahmens 8b und anschließend in den Probenteil des oberen Scherrahmens 7b getrennt. Zum Überführen des eingebauten Probenteils des unteren Scherrahmens 8b in den unteren Belastungsrahmen 2 wie auch des Probenteils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 wird ein Hilfsblech benutzt. Der Einbau der geprüften Geosynthetiklage(n) wird zwischen der Installation des Probenteils des unteren Scherrahmens 8b in den unteren Belastungsrahmen 2 sowie des Pro benteils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 vorgenommen. Die geprüften Geosynthetiklage(n) werden in den unteren Spannrahmen 10 oder oberen Spannrahmen 9 fest eingespannt und um den Probenteil des unteren Scherrahmens 8b oder Probenteil des oberen Scherrahmens 7b passend angelegt und daran befestigt. Fig. 3C illustrates the test type geomaterials-geosynthetic-geomaterials-shear test. In the experiment, a composite of geomaterial, geosynthetics and geomaterial is sheared off by shifting the upper loading frame 1 and the lower loading frame 2 relative to one another such that one or more geosynthetic layers are located exactly in the shear plane 47 . Shear stresses are entered by pulling or pushing on the upper load frame 1 or lower load frame 2 . The non-moving load frame is locked during the test to the framework 46 of the tester. The normal stress is optionally entered via the upper load unit 3 in the upper sample body 15 and / or via the lower load unit 4 in the lower sample body 16 . The geomaterial sample examined is installed separately on the installation table 39 in the sample part of the lower shear frame 8 b and then in the sample part of the upper shear frame 7 b. An auxiliary plate is used to transfer the built-in sample part of the lower shear frame 8 b into the lower load frame 2 as well as the sample part of the upper shear frame 7 b into the upper load frame 1 . The installation of the tested geosynthetic layer (s) is carried out between the installation of the sample part of the lower shear frame 8 b in the lower load frame 2 and the pro part of the upper shear frame 7 b in the upper load frame 1 . The tested geosynthetic layer (s) are firmly clamped in the lower clamping frame 10 or upper clamping frame 9 and fitted around the sample part of the lower shear frame 8 b or sample part of the upper shear frame 7 b and fastened thereon.
Fig. 3D veranschaulicht das Prinzip der Versuchsart Geomaterial-Geosynthetik-Geosynthetik -Geomaterial-Interaktionsversuch. Bei dieser Versuchsvariante wird ein Verbund aus Geoma terial und Geosynthetik gegen einen Verbund aus Geosynthetik und Geomaterial durch Ver schieben des oberen Belastungsrahmens 1 und des unteren Belastungsrahmens 2 zueinander der art abgeschert, dass sich die Geosynthetiklagen exakt in der Scherebene 47 befinden. Schub spannungen werden durch Ziehen oder Drücken am oberen Belastungsrahmen 1 oder unteren Belastungsrahmen 2 eingetragen. Der nicht bewegte Belastungsrahmen wird während des Versu ches zum Grundgerüst 46 des Prüfgerätes arretiert. Die Normalspannung wird wahlweise über die obere Belastungseinheit 3 in den oberen Probenkörper 15 und/oder über die untere Belas tungseinheit 4 in den unteren Probenkörper 16 eingetragen. Der Einbau der untersuchten Geoma terialprobe erfolgt auf dem Einbautisch 39 in den Probenteil des unteren Scherrahmens 8b und anschließend in den Probenteil des oberen Scherrahmens 7b getrennt. Zum Überführen des ein gebauten Probenteils des unteren Scherrahmens 8b in den unteren Belastungsrahmen 2 wie auch des Probenteils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 wird ein Hilfs blech benutzt. Der Einbau der geprüften Geosynthetiklage(n) wird zwischen der Installation des Probenteils des unteren Scherrahmens 8b in den unteren Belastungsrahmen 2 sowie des Proben teils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 vorgenommen. Die geprüf ten Geosynthetiklage(n) werden in den unteren Spannrahmen 10 und oberen Spannrahmen 9 fest eingespannt und um den Probenteil des unteren Scherrahmens 8b und Probenteil des oberen Scherrahmens 7b passend angelegt und daran befestigt. FIG. 3D illustrates the principle of the experiment type geomaterial-geosynthetics-geosynthetics-geomaterial interaction experiment. In this test variant, a composite of geomaterial and geosynthetics is sheared against a composite of geosynthetics and geomaterial by shifting the upper load frame 1 and the lower load frame 2 to one another in such a way that the geosynthetic layers are exactly in the shear plane 47 . Shear stresses are entered by pulling or pushing on the upper load frame 1 or lower load frame 2 . The non-moving load frame is locked during the test chu to the framework 46 of the tester. The normal stress is optionally entered via the upper loading unit 3 in the upper specimen 15 and / or via the lower loading unit 4 in the lower specimen 16 . The installation of the examined geomaterial sample is carried out on the built-in table 39 in the sample part of the lower shear frame 8 b and then separately in the sample part of the upper shear frame 7 b. To transfer a built sample part of the lower shear frame 8 b in the lower load frame 2 as well as the sample part of the upper shear frame 7 b in the upper load frame 1 , an auxiliary sheet is used. The installation of the tested geosynthetic layer (s) is carried out between the installation of the sample part of the lower shear frame 8 b in the lower load frame 2 and the sample part of the upper shear frame 7 b in the upper load frame 1 . The tested geosynthetic layer (s) are firmly clamped in the lower clamping frame 10 and upper clamping frame 9 and fitted around the sample part of the lower shear frame 8 b and sample part of the upper shear frame 7 b and attached thereto.
Fig. 3E charakterisiert die Versuchsart Geomaterial-Geosynthetik-Geomaterial-Überzieh versuch. Im Versuch wird ein Verbund aus Geomaterial, Geosynthetik und Geomaterial durch Ziehen des oberen Belastungsrahmens 1 über den an der einbautischseitigen Klemmbacke 40 gespannten Geosynthetikschicht derart abgeschert, dass sich eine oder mehrere Geosynthetikla ge(n) exakt in der Scherebene 47 befinden und der untere Belastungsrahmen 2 in seiner Bewe gung nicht gehindert wird. Schubspannungen werden durch Ziehen am oberen Belastungsrahmen 1 eingetragen. Die Normalspannung wird wahlweise über die obere Belastungseinheit 3 in den oberen Probenkörper 15 und/oder über die untere Belastungseinheit 4 in den unteren Probenkörper 16 eingetragen. Der Einbau der untersuchten Geomaterialprobe erfolgt auf dem Einbautisch 39 in den Probenteil des unteren Scherrahmens 8b und anschließend in den Probenteil des oberen Scherrahmens 7b getrennt. Zum Überführen des eingebauten Probenteils des unteren Scherrah mens 8b in den unteren Belastungsrahmen 2 wie auch des Probenteils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 wird ein Hilfsblech benutzt. Der Einbau der geprüften Geosynthetiklage(n) wird zwischen der Installation des Probenteils des unteren Scherrahmens 8b in den unteren Belastungsrahmen 2 sowie des Probenteils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 vorgenommen. Die geprüften Geosynthetiklage(n) werden an der einbautischseitigen Klemmbacke 40 befestigt, die fest gelagert ist. Fig. 3E characterizes the experimental type geomaterial-geosynthetic-geomaterial-coating experiment. In the experiment, a composite of geomaterial, geosynthetics and geomaterial is sheared off by pulling the upper load frame 1 over the geosynthetic layer stretched on the mounting-jaw jaw 40 such that one or more geosynthetic layers are exactly in the shear plane 47 and the lower load frame 2 is not hindered in its movement. Shear stresses are entered by pulling the upper load frame 1 . The normal stress is optionally entered into the upper specimen 15 via the upper loading unit 3 and / or into the lower specimen 16 via the lower loading unit 4 . The geomaterial sample examined is installed separately on the installation table 39 in the sample part of the lower shear frame 8 b and then in the sample part of the upper shear frame 7 b. To transfer the built-in sample part of the lower shear frame 8 b in the lower load frame 2 as well as the sample part of the upper shear frame 7 b in the upper load frame 1 , an auxiliary plate is used. The installation of the tested geosynthetic layer (s) is carried out between the installation of the sample part of the lower shear frame 8 b in the lower load frame 2 and the sample part of the upper shear frame 7 b in the upper load frame 1 . The tested geosynthetic layer (s) are fastened to the clamping jaw 40 on the built-in table, which is fixedly mounted.
Fig. 3F veranschaulicht die Versuchsart Geomaterial-Geosynthetik-Geomaterial-Auszieh versuch. Bei dieser Versuchart wird/werden eine oder mehrere Geosynthetiklage(n) aus einem Geomaterialverbund in dem oberen Belastungsrahmen 1 und dem unteren Belastungsrahmen 2 in eine Richtung derart herausgezogen, dass sich die Geosynthetiklage(n) exakt in der Scherebene 47 befinden. Schubspannungen werden durch Ziehen an der Geotextillage(n) eingetragen. Der nicht bewegte obere Scherrahmen 7 sowie untere Scherrahmen 8 wird während des Versuches zueinander und zum oberen Belastungsrahmen 1 ferner zum unteren Belastungsrahmen 2 arre tiert, die wiederum zum Grundgerüst 46 des Prüfgerätes arretiert werden. Die Normalspannung wird wahlweise über die obere Belastungseinheit 3 in den oberen Probenkörper 15 und/oder über die untere Belastungseinheit 4 in den unteren Probenkörper 16 eingetragen. Der Einbau der un tersuchten Geomaterialprobe erfolgt auf dem Einbautisch 39 in den Probenteil des unteren Scherrahmens 8b und anschließend in den Probenteil des oberen Scherrahmens 7b getrennt. Zum Überführen des eingebauten Probenteils des unteren Scherrahmens 8b in den unteren Belastungs rahmen 2 wie auch des Probenteils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 wird ein Hilfsblech benutzt. Der Einbau der geprüften Geosynthetiklage(n) wird zwischen der Installation des Probenteils des unteren Scherrahmens 8b in den unteren Belastungsrahmen 2 sowie des Probenteils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 vorge nommen. Zum Ausziehversuch werden die geprüften Geosynthetiklage(n) an der antriebsseitigen Klemmbacke 41 befestigt, die verfahrbar ist. Fig. 3F illustrates the experiment type geomaterial-geosynthetic-geomaterial-pull-out experiment. In this type of experiment, one or more geosynthetic layers are pulled out of a geomaterial composite in the upper loading frame 1 and the lower loading frame 2 in one direction such that the geosynthetic layer (s) are exactly in the shear plane 47 . Shear stresses are entered by pulling on the geotextile layer (s). The non-moving upper shear frame 7 and lower shearing frame 8 is during the test to each other and to the upper loading frame 1 further to the lower loading frame 2 arre advantage, in turn, the test instrument can be locked to the backbone 46th The normal stress is optionally entered into the upper specimen 15 via the upper loading unit 3 and / or into the lower specimen 16 via the lower loading unit 4 . The installation of the unexamined geomaterial sample takes place on the installation table 39 in the sample part of the lower shear frame 8 b and then separately in the sample part of the upper shear frame 7 b. To transfer the built-in sample part of the lower shear frame 8 b in the lower load frame 2 as well as the sample part of the upper shear frame 7 b in the upper load frame 1 , an auxiliary plate is used. The incorporation of the tested Geosynthetiklage (n) b between the installation of the sample part of the lower shear frame 8 in the lower loading frame 2 and the sample portion of the upper shear frame 7 b in the upper loading frame 1 easily taken. For the pull-out test, the tested geosynthetic layer (s) are fastened to the clamping jaw 41 on the drive side, which is movable.
Fig. 3G stellt die Versuchsart Geomaterial-Geosynthetik-Geomaterial-Durchzugversuch dar. Im Versuch wird/werden eine oder mehrere Geosynthetiklage(n) in einem Geomaterialver bund in dem oberen Belastungsrahmen 1 und dem unteren Belastungsrahmen 2 in eine Richtung derart gezogen, dass sich die Geosynthetiklage(n) exakt in der Scherebene 47 befinden. Schubspannungen werden durch Ziehen an der Geotextillage(n) eingetragen. Der nicht bewegte obere Scherrahmen 7 sowie untere Scherrahmen 8 wird während des Versuches zueinander und wahl weise zum oberen Belastungsrahmen 1 ferner zum unteren Belastungsrahmen 2 arretiert, die wiederum zum Grundgerüst 46 des Prüfgerätes arretiert werden. Die Normalspannung wird wahlweise über die obere Belastungseinheit 3 in den oberen Probenkörper 15 und/oder über die untere Belastungseinheit 4 in den unteren Probenkörper 16 eingetragen. Der Einbau der unter suchten Geomaterialprobe erfolgt auf dem Einbautisch 39 in den Probenteil des unteren Scher rahmens 8b und anschließend in den Probenteil des oberen Scherrahmens 7b getrennt. Zum Ü berführen des eingebauten Probenteils des unteren Scherrahmens 8b in den unteren Belastungsrahmen 2 wie auch des Probenteils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 wird ein Hilfsblech benutzt. Der Einbau der geprüften Geosynthetiklage(n) wird zwischen der Installation des Probenteils des unteren Scherrahmens 8b in den unteren Belastungsrahmen 2 sowie des Probenteils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 vorgenommen. Zum Durchzugversuch werden die geprüften Geosynthetiklage(n) an der fest gelagerten, einbautischseitigen Klemmbacke 40 und an der verfahrbaren, antriebsseitigen Klemmbacke 41 befestigt. Fig. 3G shows the type of experiment geomaterial-geosynthetic-geomaterial pull-through experiment. In the experiment, one or more geosynthetic layer (s) in a geomaterial composite in the upper load frame 1 and the lower load frame 2 are pulled in one direction such that the Geosynthetic layer (s) are exactly in the shear plane 47 . Shear stresses are entered by pulling on the geotextile layer (s). The non-moving upper shear frame 7 and lower shear frame 8 is locked to each other and optionally to the upper load frame 1 to the lower load frame 2 during the experiment, which in turn are locked to the framework 46 of the tester. The normal stress is optionally entered into the upper specimen 15 via the upper loading unit 3 and / or into the lower specimen 16 via the lower loading unit 4 . The installation of the geomaterial sample under investigation takes place on the built-in table 39 in the sample part of the lower shear frame 8 b and then separately in the sample part of the upper shear frame 7 b. To transfer the built-in sample part of the lower shear frame 8 b into the lower load frame 2 as well as the sample part of the upper shear frame 7 b into the upper load frame 1 , an auxiliary plate is used. The installation of the tested geosynthetic layer (s) is carried out between the installation of the sample part of the lower shear frame 8 b in the lower load frame 2 and the sample part of the upper shear frame 7 b in the upper load frame 1 . For the pull-through test, the tested geosynthetic layer (s) are attached to the fixed, built-in table-side jaw 40 and to the movable, drive-side jaw 41 .
Fig. 3H veranschaulicht die Versuchsart Geomaterial-Geosynthetik-Geomaterial-Überlap pungsversuch. Im Versuch wird/werden zwei oder mehrere Geosynthetiklagen in einem Geoma terialverbund in dem oberen Belastungsrahmen 1 und dem unteren Belastungsrahmen 2 in eine Richtung derart gezogen, dass sich die Geosynthetiklagen exakt in der Scherebene 47 befinden. Schubspannungen werden durch Ziehen an der Geotextillage(n) eingetragen. Der nicht bewegte obere Scherrahmen 7 sowie untere Scherrahmen 8 wird während des Versuches zueinander und zum oberen Belastungsrahmen 1 ferner zum unteren Belastungsrahmen 2 arretiert, die wiederum zum Grundgerüst 46 des Prüfgerätes arretiert werden. Die Normalspannung wird wahlweise über die obere Belastungseinheit 3 in den oberen Probenkörper 15 und/oder über den unteren Belas tungseinheit 4 in die untere Probenkörper 16 eingetragen. Der Einbau der untersuchten Geomate rialprobe erfolgt auf dem Einbautisch 39 in den Probenteil des unteren Scherrahmens 8b und anschließend in den Probenteil des oberen Scherrahmens 7b getrennt. Zum Überführen des ein gebauten Probenteils des unteren Scherrahmens 8b in den unteren Belastungsrahmen 2 wie auch des Probenteils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 wird ein Hilfs blech benutzt. Der Einbau der geprüften Geosynthetiklage(n) wird zwischen der Installation des Probenteils des unteren Scherrahmens 8b in den unteren Belastungsrahmen 2 sowie des Proben teils des oberen Scherrahmens 7b in den oberen Belastungsrahmen 1 vorgenommen. Zum Überlappungsversuch werden die geprüften Geosynthetiklage(n) an der fest gelagerten, einbautisch seitigen Klemmbacke 40 und an der verfahrbaren, antriebsseitigen Klemmbacke 41 befestigt. Fig. 3H illustrates the trial type geomaterials-geosynthetic-geomaterials-overlap area pungsversuch. In the experiment, two or more geosynthetic layers are pulled in a geomaterial composite in the upper loading frame 1 and the lower loading frame 2 in one direction such that the geosynthetic layers are exactly in the shear plane 47 . Shear stresses are entered by pulling on the geotextile layer (s). The non-moving upper shear frame 7 and lower shear frame 8 are locked during the test to each other and to the upper load frame 1 to the lower load frame 2 , which in turn are locked to the basic structure 46 of the test device. The normal stress is optionally entered via the upper loading unit 3 in the upper specimen 15 and / or via the lower loading unit 4 in the lower specimen 16 . The installation of the examined geomate rialprobe takes place on the installation table 39 in the sample part of the lower shear frame 8 b and then separately in the sample part of the upper shear frame 7 b. To transfer a built sample part of the lower shear frame 8 b in the lower load frame 2 as well as the sample part of the upper shear frame 7 b in the upper load frame 1 , an auxiliary sheet is used. The installation of the tested geosynthetic layer (s) is carried out between the installation of the sample part of the lower shear frame 8 b in the lower load frame 2 and the sample part of the upper shear frame 7 b in the upper load frame 1 . For the overlap test, the tested geosynthetic layer (s) are fastened to the fixed, built-in clamping jaw 40 and to the movable, driving-side clamping jaw 41 .
Fig. 31 charakterisiert die Versuchsart Geosynthetik-Einschnürungsversuch. Zum Einschnü rungsversuch wird die geprüfte Geosynthetiklage an der fest gelagerten, einbautischseitigen Klemmbacke 40 und an der verfahrbaren, antriebsseitigen Klemmbacke 41 befestigt. Zugdeh nungen in der Geotextillage werden durch Ziehen an der antriebsseitigen Klemmbacke 41 einge tragen. Fig. 31 characterizes the geosynthetic constriction test type. For the constriction test, the tested geosynthetic layer is attached to the fixed, built-in table-side jaw 40 and to the movable, drive-side jaw 41 . Drafts in the geotextile layer are carried by pulling on the drive jaw 41 .
Bei leichter Veränderung der Versuchsrandbedingungen können mit dem erfindungsgemäßen Prüfgerät weitere Versuchsarten durchgeführt werden. With a slight change in the experimental conditions, the invention can Other types of tests can be carried out.
11
oberer Belastungsrahmen
upper load frame
22
unterer Belastungsrahmen
lower load frame
33
obere Belastungseinheit
upper load unit
44
untere Belastungseinheit
lower load unit
55
oberer Scherwiderlager
upper shear abutment
66
unterer Scherwiderlager
lower shear abutment
77
oberer Scherrahmen
upper shear frame
77
a Belastungsteil des oberen Scherrahmens
a Load part of the upper shear frame
77
b Probenteil des oberen Scherrahmens
b Sample part of the upper shear frame
88th
unterer Scherrahmen
lower shear frame
88th
a Belastungsteil des unteren Scherrahmens
a Load part of the lower shear frame
88th
b Probenteil des unteren Scherrahmens
b Sample part of the lower shear frame
99
oberer Spannrahmen
upper stenter
1010
unterer Spannrahmen
lower stenter
1111
oberer Filterstein
upper filter stone
1212
obere Entwässerungsöffnung
upper drainage opening
1313
unterer Filterstein
lower filter stone
1414
untere Entwässerungsöffnung
lower drainage opening
1515
oberer Probenkörper
upper specimen
1616
unterer Probenkörper
lower specimen
1717
Schiene des Linearlagers der Vertikalführung des oberen Belastungsrahmens
Rail of the linear bearing of the vertical guide of the upper load frame
1818
Schiene des Linearlagers der Vertikalführung des unteren Belastungsrahmens
Rail of the linear bearing of the vertical guide of the lower load frame
1919
Wagen des Linearlagers der Vertikalihrung des oberen Scherrahmens
Carriage of the linear bearing of the vertical guide of the upper shear frame
2020
Wagen des Linearlagers der Vertikalführung des unteren Scherrahmens
Carriage of the linear bearing of the vertical guide of the lower shear frame
2121
Transportwagen des oberen Scherrahmens
Transport trolley of the upper shear frame
2222
Transportschiene
transport rail
2323
Transportwagen des unteren Scherrahmens
Transport frame of the lower shear frame
2424
Hubwerk
hoist
2525
Kraftaufnehmer zur Messung der resultierenden Normalkraft
Force transducers for measuring the resulting normal force
2626
Wagen des Linearlagers der Horizontalführung des oberen Belastungsrahmens
Carriage of the linear bearing of the horizontal guide of the upper load frame
2727
Schiene des Linearlagers der Horizontalführung des oberen Belastungsrahmens
Rail of the linear bearing of the horizontal guide of the upper load frame
2828
Wagen des Linearlagers der Horizontalführung des unteren Belastungsrahmens
Carriage of the linear bearing of the horizontal guide of the lower load frame
2929
Schiene des Linearlagers der Horizontalführung des unteren Belastungsrahmens
Rail of the linear bearing of the horizontal guide of the lower load frame
3030
Gewindestift zum Arretieren des oberen Scherrahmens
Grub screw for locking the upper shear frame
3131
Gewindestift zum Arretieren des unteren Scherrahmens
Grub screw for locking the lower shear frame
3232
Grundplatte
baseplate
3333
Wasserwanne
water trough
3434
Arbeitskammer
working chamber
3535
Vorrichtung zum Arretieren der oberen Scherrahmenhälften
Device for locking the upper half of the shear frame
3636
seitliche Normalspannungswiderlager des oberen Scherrahmens
lateral normal tension abutment of the upper shear frame
3737
Vorrichtung zum Arretieren der unteren Scherrahmenhälften
Device for locking the lower half of the shear frame
3838
seitliche Normalspannungswiderlager des unteren Scherrahmens
lateral normal voltage abutment of the lower shear frame
3939
Arbeitstisch
worktable
4040
einbautischseitige Klemmbacke
built-in clamping jaw
4141
antriebsseitige Klemmbacke
drive-side clamping jaw
4242
Antriebsstange
drive rod
4343
Kraftaufnehmer zur Messung der resultierenden Tangentialkraft
Force transducer for measuring the resulting tangential force
4444
Wegaufnehmer
transducer
4545
Antrieb
drive
4646
Grundgerüst
backbone
4747
Scherebene
shear plane
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