DE2624060A1 - Verfahren und einrichtung zur porendrucksondierung, insbesondere von lehm- bzw. tonboden - Google Patents

Description

Verfahren und Einrichtung zur Porendrucksondierung insbesondere von Lehm- "bzw. Tonboden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Porendrucksondierung insbesondere von Lehmbzw. Tonboden.

Für bisherige derartige Verfahren werden verschiedene Arten von Sondenvorrichtungen verwendet, bei denen das Gerät mit einer Sonde versehen ist. Um die Struktur einer Bodenschicht festzustellen, wird die Eindringkraft aufgezeichnet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neuartiges Verfahren zur Sondierung von Bodenschichten anzugeben, bei dem Änderungen der Durchlässigkeit unterschiedlicher Materialien zur Bestimmung der Struktur (Stratigraphie) einer Bodenschicht ausgenutzt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangsgenannten Art erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß eine

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ein Filter und einen Druckwandler enthaltende Sonde kontinuierlich abwärts durch eine Bodenschicht getrieben wird und daß der durch das Eindringen der Sonde jeweils erzeugte Porendruck gleichzeitig über das Filter und den Druckwandler aufgezeichnet wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine vollständige Einrichtung zur

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 2 einen Querschnitt der in der Einrichtung nach Fig. 1 verwendeten Sonde.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Porendrucksondierung. Die Einrichtung umfaßt einen Rahmen 1, der ein Spindelwerk 2 trägt. Das Spindelwerk 2 enthält eine Schraubspindel 3 und ein Schneckengetriebe 4. Durch Drehung einer Achse 5, die einen Teil des Schneckengetriebes 4 bildet, kann die Schraubspindel 3 vertikal abwärts oder aufwärts bewegt werden.

An der Schraubspindel 3 ist ein Sondierungsstab 6 befestigt, der an seinem unteren Ende eine Sonde 7 trägt.

Mit dem Spindelwerk 2 ist eine Aufzeichnungsvorrichtung 8 verbunden. Diese umfaßt einen separaten Impulsgenerator 9, der mit der Antriebsachse 5 des Schneckengetriebes 4 verbunden ist. Der Impulsgenerator 9 ist mit einem Aufzeichnungsgerät 10 verbunden, das ferner mit dem Sondenstab 6 verbunden ist. Der Impulsgenerator 9 liefert Impulse an einen nicht dargestellten Schrittmotor, der den Papiertransport im Aufzeichnungsgerät 10 dur-chführt. Die Meßsignale der Sonde 7 werden auf diesem Papier registriert. Die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit hängt von der Drehung der Antriebsachse 5 ab. Da ein definierter Zusam- ■

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menhang zwischen der Vertikalbewegung der Schraubspindel 3 und der Drehung der Antriebsachse 5 besteht, ist es möglich, einen bestimmten Zusammenhang zwischen der Menge transportierten Papiers im Aufzeichnungsgerät 10 und der Tiefe herzustellen, auf die die Sonde 7 in den Boden eingetrieben wird.

Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab ein Ausführungsbeispiel der Sonde 7, die in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, hat die Sonde 7 einen oberen zylindrischen Teil und einen unteren konischen Teil. Am unteren Ende der Sonde 7 ist ein Filter 11 aus Edelstahlgewebe vorgesehen. Dieses Filter 11 ist über einen Kanal 12 in der Sonde 7 mit einem Druckwandler 13 verbunden. Dieser Druckwandler 13 ist wiederum mit dem Aufzeichnungsgerät 10 über ein elektrisches Kabel 14 innerhalb des Stabes 6 verbunden.

Das Verfahren zur Porendrucksondierung wird mit dieser Einrichtung folgendermaßen durchgeführt: Die Sonde 7 wird mit konstanter Geschwindigkeit mittels des Spindelwerks 2 in die zu erforschende Bodenschicht eingetrieben. Das Eindringen der Sonde 7 in diese Schicht erzeugt einen Expansionsdruck. Dieser Expansionsdruck setzt sich aus einem erzeugten Porendruck und einem erzeugten effektiven Druck zusammen. Das Filter 11 überträgt den in der Bodenschicht vorherrschenden Gesamtporendruck, der aus der Summe des erzeugten Porendrucks und des Porendrucks im ungestörten Boden besteht, auf den Druckwandler 13, wonach ein entsprechender Wert über das elektrische Kabel 14 weitergeleitet und mit dem Aufzeichnungsgerät 10 aufgezeichnet wird.

Da unterschiedliche Bodenschichten bzw. Materialien wie z.B. Lehm- oder Tonboden eine unterschiedliche Durchlässig-

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keit haben, werden verschiedene Porendrucke während des Sondierens in unterschiedlichen Tiefen erzeugt. Bei normal verfestigtem Ton wird beispielsweise ein hoher Porenüberdruck erzeugt, da Ton eine geringe Durchlässigkeit hat. Andererseits hat Sand eine hohe Durchlässigkeit, was bedeutet, daß der erzeugte Porendruck,verglichen mit demjenigen, der in normal konsolidiertem Ton erzeugt wird, unbeachtlich ist.

Die Sonde 7 wird durch eine Bodenschicht kontinuierlich abwärts getrieben, wobei gleichzeitig der erzeugte Porendruck mittels der Aufzeichnungseinrichtung 8 aufgezeichnet wird.

Wenn die vorstehend beschriebene Porendrucksondierung in einem Tonboden durchgeführt wird, der beispielsweise durchlässige Schichten von Sand enthält, so werden diese als plötzliche Druckabfälle aufgezeichnet. Die erzeugten Porendrucke, die kontinuierlich aufgezeichnet werden, sind somit eine Funktion der Eigenschaften unterschiedlicher Bodenmaterialien, insbesondere der Durchlässigkeit, und durch Auswertung der aufgezeichneten Änderungen des Porendrucks ist es möglich, ein Bild von dem Aufbau (Stratigraphie) einer Bodenschicht, insbesondere Lehm- bzw. Tonbodenschicht zu erhalten.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann die Sonde eine gegenüber Fig. 2 abgeänderte Form haben, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Auch können die Eindringvorrichtung und die Aufzeichnungseinrichtung anders als dargestellt aufgebaut sein. Eine Bedingung für diese Einrichtungen besteht jedoch darin, daß das Eindringen der Sonde kontinuierlich bei gleichzeitiger Aufzeichnung der erzeugten Porendrucke erfolgen muß.

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Claims (8)

262406Q Patentansprüche

1. Verfahren zur Porendrucksondierung insbesondere von Lehm- bzw. Tonboden, dadurch gekennzeichnet, daß eine ein Filter und einen Druckwandler enthaltende Sonde kontinuierlich abwärts durch eine Bodenschicht getrieben wird und daß der durch das Eindringen der Sonde jeweils erzeugte Porendruck gleichzeitig über das Filter und den Druckwandler aufgezeichnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Porendrucke mittels einer Aufzeichnungseinrichtung aufgezeichnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde mittels eines Spindelwerks in den Boden eingeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein besimmter Zusammenhang zwischen der Sondierungstiefe und der Aufzeichnung mit Hilfe eines Impulsgenerators hergestellt wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (2) zum Eintreiben einer Sonde (7) vorgesehen ist, die mit einem Sondenstab (6) versehen ist, an dessen unterem Ende die Sonde (7) vorgesehen ist, daß die Sonde (7) ein Filter (11) und einen Druckwandler (13) zur Messung der durch das Eindringen der Sonde (7) in den Boden erzeugten Porendrucke aufweist und daß ein Aufzeichnungsgerät (8) mit dem Druckwandler (13) zur Aufzeichnung der erzeugten Porendrucke verbunden ist.

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6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Eintreiben der Sonde (7) ein Spindelwerk (2) ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsgerät ein Schreibgerät (10) ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsgerät (8) mit einem Impulsgenerator (9) verbunden ist.

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