Durchlässigkeitsversuche an teilgesättigtem, gefrorenem Sand und Kies

Bei Anwendung des Gefrierverfahrens wird der gefrorene, wassergesättigte Boden als praktisch undurchlässig angenommen. Im Falle einer initialen Teilsättigung ist dies jedoch nicht sinnvoll. Im Rahmen einer Pilotstudie wurden diesbezüglich im Labor Durchlässigkeitsversuche an rolligen, locker gelagerten, teilgesättigten, gefrorenen Bodenproben durchgeführt. Als Durchflussmedium wurde ein Mineralöl verwendet. Da hierzu keine standardisierte Apparatur vorhanden ist, mussten geeignete Versuchstechniken und Auswertungsprozeduren neu konzipiert werden. Die Durchlässigkeit des ungefrorenen vollgesättigten Ausgangsbodens wurde als Referenzwert ebenfalls bestimmt. Es zeigte sich, dass die untersuchten teilgesättigten Böden wegen der lockeren Lagerung und des niedrigen Sättigungsgrades eine nennenswerte Durchlässigkeit aufweisen, die der Größenordnung nach den Werten der zugehörigen wassergesättigten ungefrorenen Böden entspricht.

In artificial ground freezing applications, frozen saturated soil is assumed to be practically impervious. However, in the case of partial initial saturation, this is no longer the case. As part of a pilot study, permeability tests were carried out in the laboratory on cohesionless, loose, partially saturated, frozen soil samples. Mineral oil was used as the flow medium. Since no standardized apparatus exists, suitable experimental techniques and evaluation procedures had to be developed. The permeability of unfrozen, fully saturated soil was also determined for reference. Due to the loose packing and the low degree of saturation, the partially saturated soils exhibited a significant permeability, which is in the same order as the value of the corresponding water‐saturated, unfrozen soils.