Reduktion der Frosthebungen bei der künstlichen Bodenvereisung

Mit dem Ziel der Reduktion der Frosthebungen bei der künstlichen Bodenvereisung wurden die Einflüsse des Temperaturgradienten, der Temperaturänderung sowie der Temperaturänderungsamplitude und -periode der Vereisungstemperatur auf die Frosthebungen bei der eindimensionalen Frosteindringung in feinkörnige Böden experimentell im Labor untersucht. Bei der Frosteindringung in feinkörnige Böden ist die Frosthebung infolge der Bildung der untersten Eislinse (letzte Eislinse bei Frostung von oben nach unten) im thermodynamisch stationären Zustand maßgebend. Der Temperaturgradient beeinflusst zwar die Frosteindringtiefe, die Größe der Frosthebung dagegen nur in geringem Maße. Durch zyklische Veränderungen der Vereisungstemperatur kann das Wachstum der letzten Eislinse beschränkt und dadurch die Frosthebung vermindert werden. Die zyklische Veränderung der Vereisungstemperatur bereits vor der Bildung der letzten Eislinse führt dagegen zu einer großen Frosthebung. Zur Minimierung der Frosthebung müssen die Temperaturveränderungsamplitude und -periode während der Vereisung auf die Eislinsenbildung abgestimmt werden.

Decreasing frost heaves of artificial frozen soils by intermission freezing.
For decreasing the frost heaves of artificially frozen soils the influences of temperature gradient, its changes as well as the amplitude and period of changing freezing temperature on the one-dimensional frost heaves of fine-grained soils were investigated by experiments in the laboratory. During the frost penetration into the fine-grained soils the frost heaves due to the formation of the final ice lens under thermodynamic stationary condition is decisive. The gradient of temperature influences strongly the depth of frost penetration but only little the total frost heave. Cyclical changes of the freezing temperature can confine the growth of the final ice lens and thereby the frost heave decreases. However, the cyclical changes of the freezing temperature before the formation of the final ice lens can cause a heavy frost heave. For decreasing frost heaves the amplitude und period of changing the freezing temperature must be controlled properly.