deponiebau und industrielle absetzanlagen · des weiteren wird eine querdehnung des bodenelementes...
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Deponiebau undIndustrielle Absetzanlagen
Deformationsverhalten derAbdichtungssysteme
bzw. des Deponiekörpers
Deponiebau und Industrielle Absetzanlagen
Dr.-Ing. Manfred Wittig
Sachverständiger für Geotechnik
An der Bleiche 12
09599 Freiberg
Tel.: 03731-34773
Fax: 03731-260123
E-Mail: [email protected]
Dr. M. Wittig Deponien und Industrielle AbsatzanlagenDr. M. Wittig 2017 Deponiebau und Industrielle Absetzanlagen
Standsicherheit von Deponien „innere Standsicherheit - Setzungen“
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1.1 Allgemeines / Begriffe
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Standsicherheit von Deponien „innere Standsicherheit - Setzungen“
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Deformationen / Verzerrungen/Verschiebungen
o Lageänderung eines Bodenelements
– Setzung (Deformation infolge äußerer Lasten)
– Senkung (Deformation infolge von Veränderungenim Untergrund)
– Sackung (Veränderungen der Porosität z.B. infolgeder Grundwasserwiederanstiegs)
– Erdfall (Hohlräume im Untergrund)
– Hebung (z.B. durch Grundwasserwiederanstieg)
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Bedeutung von Setzungen im Deponiebau
Basisabdichtung
o Setzungen im Untergrund durch die Auflasten aus demDeponiekörper und der Abdeckung
o Verschiebungen hervorgerufen durch ungleichmäßigeSetzungen an Einbauten und Dichtungselementen
o Schäden am Sickerwasserfassungssystem
Oberflächenabdichtung
o Verformung des Deponiekörpers durch biologischenAbbau der organischen Bestandteile des Mülls
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8. Setzungen des Untergrundes 12. Setzungen an Einrichtungen( Gasfassung)9. Setzungen des Deponiekörpers5. Schubverformungen des Abfallkörpers10. Unverträgliche Setzungsdifferenzen
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Randbedingungen für Verformungen auf Deponien
Basisabdichtung• Einhaltung des Mindestabstandes der Basisabdichtung zum höchsten
GW-Spiegel im Untergrund• Einhaltung der vorgegebenen Mindestgefälle zur Ableitung der
Sickerwässer• Einhaltung der zulässigen Dehnung der Dichtungsschicht• Vermeidung von Zugspannungen in der KDB des Dichtungssystems
Oberflächenabdichtung• Einhaltung des Mindestgefälles zur Ableitung der Oberflächenwasser
und Dränabflüsse im Dichtungssystem• Einhaltung der zulässigen Dehnung der Dichtungsschicht• Vermeidung von zu großen Schiefstellungen• Einhaltung von Schubspannungen im Dichtungssystem
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Weitere Randbedingungen für Verformungen
Entgasungssystem• Einhaltung des Mindestgefälles zur Kondensatausschleusung• Vermeidung von Beschädigungen an Rohrleitungen
Oberflächenentwässerungssystem• Erhaltung der Vorflut• Vermeidung von Ablagerungen
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Neben den Standsicherheitsnachweisen sind zusätzlich die Verformungen an derDeponie zu begrenzen.
Hier sind für die einzelnen Bauteile folgende Nachweise zu führen:
Verformungsnachweise
Bauteil Nachweisart
Deponiekörper Sackungen, SetzungenGruben und Anschnittedes Deponieuntergrundes Setzungen, SchubverformungBasisabdichtungssystem Setzungen, Schub- und Zugverformung
Randdämme Setzungen, horizontale Verformung
Schächte Setzungen, Verformung, Stabilität
Oberflächenabdichtungssystem Setzungen, Schub- und Zugverformung
Sickerrohre Setzungen, VerformungenDeponieuntergrund Setzungen, Schubverformung
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Querneigung: >= 3,0 % nach SetzungLängsneigung: >= 1,0 % nach SetzungSpülbare Sickerwasserleitungen >= DN300
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Beschreibung der Gesamtsetzungen
• Sofortsetzung
• Konsolidationssetzungen
• Kriechsetzungen
• Schrumpfen
• Schwellen
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Ursachen für Deformationen (horizontal und vertikal)gemessen an der Oberfläche von Deponien:
• Setzungen im Deponieuntergrund durch die Auflast desDeponiekörpers (Auflast durch Abfall) und dieAbdichtungselemente,
• Deformationen hervorgerufen durch die Umsetzung desAbfall.
• Setzungen im abgelagerten Abfall und im Untergrund durchden Bau der Oberflächenabdichtung (Last der OFA),
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1.2 Theoretische Erläuterungender Begriffe Spannungen und Deformationen
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IsotropieIsotrop wird ein Körper genannt, wenn er in allen Richtungen gleichebodenmechanische Eigenschaften aufweist.
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AnisotropieAnisotrop wird der Untergrund genannt, wenn sein Material in denunterschiedlichen Richtungen des Raumes unterschiedlichebodenmechanische Eigenschaften besitzt.Arten der Isotropie:• transversale Isotropie (z.B. Eigenschaften in vertikaler Richtung anders alsin horizontaler Richtung)• Orthotropie (verschiedene Eigenschaften in drei verschiedenenRichtungen)
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Transversale Isotropie trifft z.B. auf den Untergrund mit horizontalerSchichtung zu.
Orthotropie kann z.B. Gebirge mit drei senkrecht zueinander stehendenTrennflächensätzen darstellen, im Fels wichtig.
Durch die geologische Entstehung ist auch der Untergrund der Deponienmeist transversal-anisotrop.
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Spannungen und DeformationenAllgemeinIn der Regel werden Lasten oder Kräfte auf ein Material mit bestimmtenEigenschaften aufgebracht.Im Deponiebau verändert sich ein unter Spannung stehender Körper inseiner Geometrie durch Auflasten oder die Umsetzung des Abfalls. Dadurchändert sich der ursprüngliche Spannungszustand im gesamten System.
Begriffsdefinitionen:• Skalar: Größe mit einer bestimmten Maßzahl. Beispiele für Skalare sindTemperatur, Zeit, Masse, etc. Sie werden nur durch einen Wertbeschrieben, z.B. Grad, Sekunden, Kilogramm, etc.• Vektor: Größe gekennzeichnet durch Länge (Maßzahl) und Richtung.Beispiele für Vektoren sind Kraft, Geschwindigkeit, Beschleunigung, etc.• Tensor: Größe mit Zahlenwert, Richtung und einer Ebene. Beispiele fürTensoren sind Spannung, Dehnung, Durchlässigkeit, Trägheitsmoment, etc.
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Normal- und SchubspannungskomponentenIn einer Ebene durch einen unter Belastung stehenden Körper gibt esNormal- und Scherkräfte. Diese Kräfte pro Einheitsfläche ergeben dieNormal- und Schubspannungskomponenten.Diese liefern den Spannungstensor.
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Spannungskomponenten an einem BodenwürfelEs gibt neun Spannungskomponenten, die auf ein Bodenelementeinwirken, dies soll an einem Würfel demonstriert werden.
Normal- und Schubspannungskomponenten an einem Würfel
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Diese können in einer Matrix mit drei Normalspannungskomponenten undsechs Schubspannungskomponenten dargestellt werden.Der erste Index repräsentiert die Ebene, in der die Spannung wirkt, derzweite die Richtung. Bei der Bezeichnung wirkt z.B. dieScherspannung in der x-Ebene und in y-Richtung. Daraus ist zu erkennen,dass in den Reihen der Matrix die Komponenten jeweils einer Ebene sindund in den Spalten die Komponenten gleicher Richtung.
Die Dualität der Schubspannungen ist zu beachten, z.B.(ansonsten würde der Würfel rotieren).Die Spannungsmatrix ist aus diesem Grunde entlang der Hauptdiagonalenfür einen Körper in Ruhe auch symmetrisch.Der Spannungszustand in einem Punkt wird also vollständig von sechsunabhängigen Spannungskomponenten, drei Normalspannungen und dreiSchubspannungen bestimmt.
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HauptspannungenEs existieren für jeden Punkt eines verformbaren, unter Belastungstehenden Körpers drei zueinander orthogonale Ebenen, zu denen dieSpannungsvektoren ausschließlich senkrecht orientiert sind. DieNormalspannung in zwei dieser Ebenen erreicht ein Maximum und einMinimum und in der dritten einen Wert zwischen Maximum und Minimum.Bei dieser Orientierung der orthogonalen Flächen werden dieSchubspannungen null.Die Normalspannungen, die auf diese Flächen wirken werdenHaupt(normal)spannungen ( 1, 2, 3) genannt.Diese sind wieder an einem Würfel und in der Matrix dargestellt.Alle nicht gestützten Oberflächen stellen Hauptspannungsebenen dar mitsechs unabhängigen Werten für Spannungen und Deformationen, da keineSchubspannungen auf ihnen wirken können. Ebenso ist dieNormalspannungskomponente auf dieser Fläche null.
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Hauptspannungskomponenten an einem Würfel
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Dehnungen, Verformungen, VerzerrungenJeder Körper erfährt unter Einwirkung äußerer Kräfte Verformungen.Unter der Wirkung von Normalspannungen erfahren die Kantenlängen Leine Längenänderung , die auf die ursprüngliche Länge bezogen alsDehnung bezeichnet wird. Durch Schubbeanspruchung werden dievorhandene rechte Winkel durch das Maß , welches als Verzerrungoder Gleitung bezeichnet wird, verzerrt.
Längsdehnung und Schubverzerrung
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Durch die Kombination von Längsdehnungs- undSchubverzerrungskomponenten kann der gesamte Verzerrungstensoranalog dem Spannungstensor wiederum in einer Matrix dargestelltwerden.Die Matrix ist wieder symmetrisch und hat daher wieder sechsunabhängige Komponenten. Bei einer bestimmten Orientierung einesWürfels, in der keine Schubverzerrungen auftreten, liegt wieder einHauptverzerrungszustand vor.
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Spannungen und Dehnungen an einem Bodenelement
Für linear-elastisches, isotropes Material besteht eine eindeutigeBeziehung zwischen Spannungen und Dehnungen bzw. Verschiebungen.
Stoffgesetz (Hooke’sches Gesetz), einaxiale BeanspruchungIn der Abbildung ist ein einaxial beanspruchtes Bodenelement dargestellt– die aufgebrachte Längsspannung ist und die daraus resultierendeLängsdehnung (Stauchung) ist .Des weiteren wird eine Querdehnung des Bodenelementes durch dieaxiale Beanspruchung hervorgerufen.
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Dehnungen an einem Bodenelement;a. Längsdehnung und Elastizitätsmodul,b: Querdehnung und Poissonzahl
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Stoffgesetz (Hooke’sches Gesetz) für mehrdimensionale Körper
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Bestimmung des Primärspannungszustandes auf Grundlage derElastizitätstheorieEs kann in einer ersten Näherung angenommen werden, dass die dreiHauptspannungen in einem natürlichen in situ Spannungsfeld vertikal(eine Komponente) und horizontal (zwei Komponenten) wirken.Auf Basis dieser Annahme ist es möglich, die Größen derHauptspannungen mit Hilfe der Elastizitätstheorie zu berechnen.
Die VertikalspannungDie Vertikalspannung erhöht sich mit zunehmender Höhe der Deponie ,infolge des Eigengewichtes des Abfallkörpers.Als Anhaltswert gilt: 0,011 MPa / m Überlagerung durch den Deponiekörper
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Die HorizontalspannungDie Horizontalspannung wird im einfachsten Fall durch denÜberlagerungsdruck des Gebirges hervorgerufen. Eine ersteAbschätzung kann auf Grundlage der Elastizitätstheorie und einesisotropen Spannungszustandes vorgenommen werden.Dazu benötigt man den Young’sche E-Modul und die Poisson’sche Zahl.
Die Horizontalspannung lässt sich dann errechnen aus:
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Der Seitendruckbeiwert K ist das Verhältnis von Horizontalspannung undVertikalspannung und nur von der Poisson’schen Zahl abhängig. BeiNutzung der Extremwerte der Poisson’schen Zahl können die oberen undunteren Grenzen einer möglichen Horizontalspannung ermittelt werden:
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Setzungen im Untergrund, verursacht durch den Deponiekörper
Wegen der großen Inhomogenität eines jeden Baugrundes und desnichtlinearen Spannungs-Deformations-Verhaltens der beteiligtenBöden lässt sich das Verhalten nicht vollständig analytisch beschreiben.
Deswegen wird der Unter-/Baugrund modellmäßig beschrieben. Miteinem Modell das schichtweise homogen und elastisch-isotrop (alsotransversal anisotrop) angepasst wird, lässt sich bei bekannter Auflastdurch den Deponiekörper die Elastizitätstheorie anwenden.
Mit der Anwendung moderner Berechnungsverfahren z.B. der FEM(Finite-Elemente-Methode) kann man die Nichtlinearität derbodenmechanischen Kenngrößen besser berücksichtigten.
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Berechnung der Setzungen und Prognose der Deformationen
Vereinfachtes Modell des Baugrundes nach DIN 4020
o Grundlagenmodell
– Ermittlung des Aufbaus des Untergrundes,vereinfachtes Schichtenbild
– Ermittlung charakteristischer Bodenkenngrößenfür die Verformung
o Festlegung einer Grenztiefe
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Kenngrößen der Verformbarkeit je nach Lasteinwirkung
E- Modul,
Es - Steifemodul aus Kompressionsversuchen,
Ev - Verformungsmodul ermittelt im Feld z.B. Plattendruckversuchen
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Evv
vES
21
1
Ev
EV
21
1
Steifemodul
Verformungsmodul
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Esi
E 1 i
1 i i 2
0.24 0.25 0.26 0.28 0.29 0.3 0.31 0.32 0.33 0.35 0.36 0.37 0.381.05
1.07
1.09
1.1
1.12
1.14
1.16
1.18
1.19
1.21
1.23
1.25
1.26
1.28
1.3
Umrechnung von E-Moduls in Steifezahl
Seitendruckbeiwert
Ste
ifeza
hl
Esi
i
Zusammenhang zwischen demE-Modul und der Steifemodul Es alsf(des Seitendruckbeiwertes)
Korrekturbeiwerte Es (DIN 4019)
Sand,Schluff 2/3Ton nicht bzw. leicht vorbelastet 1Ton stark geologisch vorbelastet 0,5-1
Es,calc= Es/Korrekturbeiwert
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1.2 Praktische Ermittlungder Kennwerte Steifigkeit, Durchlässigkeit etc.für die Materialien des Deponieuntergrundes
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1.2.1 Auflast - Setzungfür die Materialien des Deponieuntergrundes
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Ermittlung der Kenngrößen der Verformbarkeit
EINDIMENSIONALER KOMPRESSIONSVERSUCH
(OEDOMETER, KONSOLIDATIONSVERSUCH)
Versuch E DIN 18135 - K 7020 RF
Im Kompressionsversuch wird die Zusammendrückbarkeit einesBodens unter vertikaler Spannung und verhinderter Seitendehnunguntersucht. Aus diesem Versuch lässt sich der Steifemodul Es, dieVerdichtungszahl, der Kompressionsbeiwert, Verdichtungsbeiwert,Schwellbeiwert und der Rekompressionsbeiwert bestimmen.
Wenn zusätzlich der zeitliche Verlauf der Setzung während einerLaststufe aufgezeichnet wird, kann weiterhin der Kriechbeiwert undder Konsolidationsbeiwert bestimmt werden. Abgeleitet werdenkann auch die Durchlässigkeit des Bodens.
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Verformung des Untergrundes des Abfallkörpers, Klassifikation derMaterialien des Untergrundes
Bodenähnliche körnige Abfallstoffe
1. Wassergehalt DIN 18121
2. Zustandsgrenzen und Konsistenzzahl DIN 18122
3. Korngrößenverteilung DIN 18123
4. Korndichte DIN 18124
5. Kornform und Kornrauhigkeit DIN 4020,T.1
6. Gehalt org. Bestandteile DIN 18128
7. Kalkgehalt DIN 18129
8. Dichte bei Einbau DIN 18125
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Einaxiales Kompressionsgerät bzw. Oedometer
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Kompressionsgerät / Oedometer
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Batterie von Kompressionsgeräten
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Gesamtsetzungsbetrag= Sofortsetzung + Primär- und Sekundärsetzungen
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Last-Setzungs-Kurve
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Last-Setzungs-Kurve mit Erst-, Ent- und Wiederbelastung
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Last-Setzungs-Kurve, verschiedene Spannungszustände
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Druck-Setzungslinie aus demKompressionsversuch
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1.2.2 Zeit - Setzungfür die Materialien des Deponieuntergrundes
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Zeit-Setzungs-Verhalten einer Bodenprobe:
–Ermittlung des zeitlichen Verlaufs der Verformungen infolge vonLasten
–Abgeleitete Größe: Konsolidationsbeiwert cv undDurchlässigkeitsbeiwert k
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Mechanisches Modell zur Erklärung der Konsolidation in Böden
Bei plötzlicher Aufgabe derAuflast wird die Belastungvollständig vom Porenwasseraufgenommen. Erst durch dasAuspressen vom Porenwasseraus dem System treten dieSetzungen ein.Die absolute Größe desSetzungen wird durch diesenVorgang nicht verändert,sondern nur deren zeitlicher
Ablauf.
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Zeit-Setzungs-Kurve (lineare Zeitskale)
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Zeit-Setzungs-Kurve bei bindigen Böden und mehreren Laststufen undnahezu gleicher Belastung
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Zeit-Setzungs-Kurve (log-Skale Zeit)
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2. Berechnung der Deformationen an einerAbfalldeponie
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2.1 Berechnung der Deformationen des Untergrundesvon Abfalldeponien
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Auflastabhängige Setzungen s treten mit und kurz nach Aufbringung einerAuflast (z. B. aus einer Einbauschicht) auf. Diese Setzungen sind in ihremzeitlichen Verlauf durch die Ergebnisse des Laborversuch(Konsolidationsbeiwert) festgelegt. Sie können mit einem spannungsabhängigenSteifemodul ES () berechnet werden:
0
0)(
H
S
wE
dzs
• w setzungswirksame Spannung
• H0 Einwirktiefe der Spannung
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Standsicherheit von Deponien „innere Standsicherheit - Setzungen“
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2.2 Abschätzung der Deformationen des Abfallkörperswährend der Einlagerung durch die Auflast
und durch die Umsetzung des Abfalls durch eineApproximationsfunktion
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Standsicherheit von Deponien „innere Standsicherheit - Setzungen“
Beschreibung des Abfalls
Mischabfälleo Siedlungsabfallo Baureststoffeo Produktionsspezifische Reststoffeo Mechanisch-biologisch vorbehandelte Restabfälle
Zustandsbeschreibung bei der Anlieferungo Abfallmenge (t)o Geschätztes Anliefervolumen (m³)o Homogenität des Stoffeso Zusammenhang des Stoffgemisches
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Standsicherheit von Deponien „innere Standsicherheit - Setzungen“
Der Steifemodul ES () kann nach GDA-Empfehlungen E 3-11 durchgroßmaßstäbliche Kompressionsversuche bestimmt werden. DieAbhängigkeit des Steifemoduls von dem Spannungszustand kann fürSpannungen > 50 kN/m2 näherungsweise linear angenommen werden:
Es [kN/m²] = a + b [kN/m²]
Kompressionsversuche an Abfällen unterschiedlichen Alters vonverschiedenen Betriebs- und Altdeponien (Mischablagerungen) inGroßödometern [2] ergaben Parameter a zwischen -300 kN/m² und
-100 kN/m² und Werte von b zwischen 10 und 12 (Tabelle 1). DieseErgebnisse werden für Erstbelastungen im Planungszustand angewendet.
Wird der Abfall dann eingebaut, kann das Setzungsverhalten der Deponieselbst zur Präzisierung der Steifemoduln und des Zeit-Setzungs-Verhaltens genutzt werden.
Ermittlung des Steifemoduls des Abfallkörpers
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Standsicherheit von Deponien „innere Standsicherheit - Setzungen“
Ergebnisse aus 21 Versuchen mit Müll zurBestimmung des Steifemoduls ES
a b
kN/m² -
Grundgesamtheit 21 21
Mittelwert -200 11,7
Standardabweichung 206 1,72
obere Grenze des 95 %igen-Vertrauensintervalles
-106 12,5
untere Grenze des 95 %igen-Vertrauensintervalles
-294 10,9
Tabelle 1 Ergebnisse aus Versuchen in Großödometern
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Standsicherheit von Deponien „innere Standsicherheit - Setzungen“
Basierend auf Feldmessungen an Betriebs- und Altdeponien wird dieZeit-Setzungs-Linie von Abfallkörpern, die vorwiegend aus nichtbodenähnlichen Abfällen bzw. aus Mischablagerung bestehen, ab Endeder Auffüllung idealisiert und systematisiert:
o Auflastsetzung, verursacht durch die Überlagerung,
o Kurzzeitsetzungen, verursacht durch Umsetzungsvorgänge
o Langzeitsetzungen, verursacht durch Umsetzungsvorgänge.
Setzungsabschätzung für nicht bodenähnliche AbfälleIdealisierte Zeit-Setzungs-Linie des Abfallkörpers
Allgemeines
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Standsicherheit von Deponien „innere Standsicherheit - Setzungen“
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Messung von Setzungen an einem Deponiekörper - Charakteristischerzeitabhängiger Setzungsverlauf
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Standsicherheit von Deponien „innere Standsicherheit - Setzungen“
Kurzzeitsetzungen
Die Kurzzeitsetzungen sk, gekennzeichnet durch einen flachen Verlauf
der Zeit-Setzungslinie in halblogarithmischer Darstellung, treten
zwischen den Zeitpunkten t1,k = 10 Tagen und t2,k nach Ende des
Einbaus der Deponie ein.
Der Zeitpunkt t1,k = 10 Tage berücksichtigt die Tatsache, dass für den
Zeitraum unterhalb von 10 Tagen eine Trennung zwischen
auflastbedingten Setzungen und Kurzzeitsetzungen nicht
vorgenommen werden kann.
Ermittlung des Übergangszeitpunktes t2, k = t1,1
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Messung von Setzungen an einem DeponiekörperCharakteristischer zeitabhängiger Setzungsverlauf beim Bau von Oberflächenabdichtungen
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Setzungsabschätzung ohne Messungen an der Deponie
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Zum Zeitpunkt t2,k = t1,l nach Ende des Aufbaus des Abfallkörpers der
Deponie ist in der halblogarithmischen Darstellung eine Zunahme der
Steigung der Zeit-Setzungslinie erkennbar.
Die Setzungen ab diesem Übergangszeitpunkt t2,k = t1,l werden als
Langzeitsetzungen s1 bezeichnet. Die Ermittlung der
Langzeitsetzungen erfolgt mit Hilfe des Langzeit-
Kompressionsparameters c,l:
Sl = H0 c,l log (ti,l/t1,l)
mit H0 Deponiehöhe bei Ende der Deponierungti,l Zeitpunkt nach Ende der Auffüllung, für den die
Langzeitsetzung bestimmt werden soll (t1,l < ti,l)
t1,l= t2,k Beginn der Langzeitsetzungen
Langzeitsetzungen des Deponiekörpers
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mits Setzung zum Zeitpunkt t
(Setzungsbeginn: s0=0, t0 =0)sK Endbetrag der KurzzeitsetzungcK Zeitkonstante der KurzzeitsetzungsL Endbetrag der LangzeitsetzungcL Zeitkonstante der Langzeitsetzung
Die Endbeträge der Kurz- und Langzeitsetzungen sowie dieZeitkonstanten werden aus den Messdaten iterativ ermittelt.
)1()c1(L
tcs
K
tss LLKK
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Zur Setzungsprognose werden die Messwerte der Oberflächensetzungen
der betrachteten Deponien entsprechend der vorgestellten idealisierten
Zeit-Setzungslinie in halblogarithmischer Form aufgetragen, wobei die
Zeitachse auf das Ende der Deponierung bezogen ist.
Liegt eine Datenbasis über einen ausreichend großen Zeitraum vor, kann
der Kurzzeit-Kompressionsparameter ca,k und später der Langzeit-
Kompressionsparameter ca,l bestimmt werden. Der Zeitpunkt des
Übergangs zwischen Kurzzeitsetzungen und Langzeitsetzungen t2,k = t1,l
wird dabei nach den gemessenen Setzungen festgelegt.
Beispiel der Berechnung einer Setzungsprognose
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Vertikale Verformungen (Setzungen)
Oberflächenabdichtung nach DepVo, h = 2,30 m
Endhöhe der Einlagerung H = 15,0 m
Siedlungsabfälle, Bauschutt, stichfeste Schlämme
Setzungen im Deponieauflager und im Untergrund werdenhier nicht betrachtet
Ablagerungszeitraum 1990 bis 2000
Setzungsabschätzung für die max. Ablagerungshöhe beiAufbringen der Oberflächenabdichtung direkt im Anschlussan die Ablagerung
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)(0
s
wE
Hs
230,462030,2
m
kN
m
kNmh OADOADw
2224320,460,12120)(
m
kN
m
kN
m
kNbaE wws
ms 60,1432
150,46
Vertikale Verformungen (Setzungen)
Setzungen infolge der Auflast durch das Oberflächenabdecksystems
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03,0, kac
dt k 10,1
dt k 425,2
mH 0,150
msk 73,010
425log03,00,15
k
kikak
t
tcHs
,1
,,0 log
Kurzzeitsetzungen
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l
lill
t
tcHs
,1
,,0 log
102,0, lc
dtt kl 425,2,1
dat k 474513,2
mH 0,150
msl 60,1425
4745log102,00,15
Langzeitsetzungen bis zum heutigen Zeitpunkt
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Vertikaldeformationen (Setzungen gesamt)
msssats lkges 93,360,173,060,1)13(
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2.3 Abschätzung der Enddeformationen desAbfallkörpers durch Messung der eingetretenen
Deformationen
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Messung von Setzungen an einem Deponiekörper - Charakteristischerzeitabhängiger Setzungsverlauf
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Möglichkeiten der Auswertung des Zeit-Setzungs-Verhaltens vorliegender Setzungsmessungan einer Deponie:• ohne Messdaten• Messdaten über 1 Jahr• Messdaten über 2 Jahre
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Setzungsabschätzung mit Messungen der Deformationen an der Deponie
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Setzungsabschätzung mit Messungen an der Deponie
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4. Verformungs- und Setzungsmessungen aufDeponien
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Basisabdichtungssystem, Ergebnisse von Setzungsmessungen an Tiefpegeln
Auswertung von Setzungsmessungen an Deponien
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Zeit-Setzungs-Kurve für unterschiedliche Lasten
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Meßsysteme und Meßmetoden
Für den Einsatz von Messsystemen zur Überprüfung des Setzungsverhaltens desDeponiekörpers und des Untergrundes existieren vielfältige Möglichkeiten. Die hierangezeigten Anordnungen sollen beispielhaft den Einsatz verdeutlichen.
Beispiel: Anordnung der Messsysteme zur Erfassung der Setzungen im Deponiekörper
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Messsysteme für Vertikaldeformationen, Oberflächenpegel
Anordnung in einem Baufeld
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Oberflächenpegel, Ausführung
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Ausführungsbeispiel für Tiefpegel im Müllkörper
Mit einem Tiefpegelkönnen differenziert dieSetzungen desDeponieuntergrundesoder von ausgewähltenSchichten desDeponiekörpersgemessen werden.
Die Ergebnisse dienender Prognose derEndsetzungen für dasOberflächenabdichtungs-system und derÜberprüfung dererrechneten Setzungenfür die Basisabdichtung.
Tiefpegel, Ausführungsbeispiel
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Beispiel für Flachpegel alsKombinationspegel für dieOberflächenabdichtung
Flachpegel werden an derOberfläche der Deponieoder in deren Umfeldangeordnet. Sie sindfrostfrei zu gründen.
Kombinationspegel, Ausführungsbeispiel
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5. Planung und Auswertung von Verformungs- undSetzungsmessungen auf Deponien
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Planung der Überwachungder Deformationen an einemDeponiekörper
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Gemessene Vertikaldeformationen an einem Deponiekörper
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Erstellen einer Prognosefunktion am Beispiel SP 803/01
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Verlauf Vertikaldeformation nach Prognosefunktion an ausgewählten SP
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Abschätzung der zu erwartenden Deformationsbeträge entlang des Schnittes 4504372 nachörtliche und zeitliche Funktion
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Abschätzung der zu erwartenden Deformationsbeträge entlang desSchnittes 4504372 nach Zeit und Lage
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Überwachung eines Deponiekörpers mittelsLaserscanning des Gesamtdeponiekörpers
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Planung einer Basisabdichtung
für eine Deponie
Fachgutachten Geotechnik
Setzungen des Deponieuntergrundes
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Modellbeispiel eines Deponie über einer Tagebaukippe
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Deformationen nach dem Einbau der 1. Lage
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Deformationen nach dem Einbau der 2. Lage
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Darstellung der Vertikaldeformationen in der Aufstandsfläche
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Darstellung der Spannungen in der Oberflächenabdeckung
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Darstellung der Horizontaldeformationen in der Aufstandsfläche
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Planung einer Oberflächenabdeckung-/-dichtung
für eine Deponie
Fachgutachten Geotechnik
Überhöhung des Deponiekörpers wegenVertikaldeformationen durch Umsetzung des Abfalls
und Setzungen des Untergrundes
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Planung einer Deponieabdeckung
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Längsschnitt V-V
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Querschnitt 11
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