CH228601A - Process to prevent slippage and flow phenomena in fine-grained soil. - Google Patents

Process to prevent slippage and flow phenomena in fine-grained soil.

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CH228601A
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Casagrande Leo Ing Dr
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/11Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means

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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

  

  Verfahren zur Verhinderung von Rutsch- und Fliesserscheinungen  in feinkörnigem Erdreich.    Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zur Verhinderung von Rutsch- und  Fliesserscheinungen in feinkörnigem Erdreich.  



  Die     Herstellungen    von Hängen, Böschun  gen und Dämmen in rutsch- und fliessgefähr  lichem Erdreich und die     Sicherung    solcher  Arbeiten ist in brauchbarer Weise zum Bei  spiel dann mit bisher bekannten Mitteln nicht  möglich, wenn das Erdreich so feinkörnig ist,  dass es die in den Poren enthaltene Feuchtig  keit bindet und freiwillig nicht abgibt, oder  wenn stark     wassergesättigte    Löss- oder  Schluffböden vorliegen, da bei solchen Böden  in Dämmen oder in     Einschnitten    Fliess- oder  Rutscherscheinungen auftreten. oder dass,  wenn es sich zum Beispiel um Sandhänge und  Böschungen der Abraumdecke im Braunkoh  lentagebau handelt, die Fliesserscheinungen zu  katastrophalen Folgen führen können.

       DieAn-          wendung    bekannter Vorschläge ist hier der  art schwierig, dass sie trotz der verhältnis  mässig grossen Wasserdurchlässigkeit des San-    des nicht zur Anwendung kommen können.  Diese     Abraumdecken    bestehen meist aus mehr  oder minder feinem Sand von wechselnder  Mächtigkeit, dessen     Grundwasserspiegel    je  nach der Jahreszeit und der Intensität der  jeweiligen Niederschläge mehr oder minder  hoch steht. Ein Versickern des Wassers in die  Tiefe ist auf Grund der darunter     anstehenden     Kohlenflöze nicht möglich.

   Das Wasser  strömt dementsprechend gegen die Böschun  gen der Abraumschichten und kann dort zu  umfangreichen Ausfliessergcheinungen und       Rutschungen    Veranlassung geben, die oft mit  Personen- und Sachschäden     verbunden        sind.     



  Noch augenscheinlicher werden die       Schwierigkeiten,    wenn es sich, wie -kürzlich  der Fall, etwa um die Herstellung eines     tiefen          Einschnittes    in     wasserübersättigtem    Löss mit  sehr hohem     Grundwa:sserspiegel    handelt. Es  ist dann,     wie    ein     praktischer    Versuch gezeigt  hat, .gar nicht     möglich,    den Aushub so durch  zuführen, dass die Böschungen auch nur eini-      germassen stehen bleiben.

   Mit schwerem Gerät  lässt sich ein solcher Aushub     überhaupt    nicht  versuchen, da dieses Gerät in der Nähe dieser  fliessenden Böschungen nicht zur Aufstellung  gebracht werden kann.  



  In trockener Jahreszeit mit niedrigem  Grundwasserspiegel ist die Vorbedingung für  ein solches Ausfliessen von Hängen, Böschun  gen oder Dämmen infolge des Feuchtigkeits  mangels im     allgemeinen    nicht erfüllt, anders  dagegen in feuchter Jahreszeit, in der man die  Gefahr von Rutschurngen nur dann beseitigen  kann, wenn es gelingt, das in feuchter Jah  reszeit gegen die Böschungsfläche zuströ  mende Porenwasser schon in einem gewissen  Abstand hinter der     Böschung    abzufangen  und unschädlich abzuleiten.  



  Wird ein     Dammkörper,    zum Beispiel ein  Reichsautobahndamm, in trockener Jahreszeit  unter sorgfältiger künstlicher Verdichtung aus  Böden     geschüttet,    die in stark feuchtem Zu  stand zum Fliessen neigen, so besteht in der  Regel für den Bestand des Dammes keinerlei  Gefahr. Gelangt jedoch während der Damm  herstellung genügend Regenfeuchtigkeit in  den     Dammkörper,    was kaum verhindert wer  den kann, oder treten zu späterer Zeit etwa  durch den Mittelstreifen im Laufe der Be  triebsjahre grössere Feuchtigkeitsmengen in  diesen Dammkörper ein, so können schwerste  Fliess- und Ruts cherseheinungen die Folge  davon sein. Auch hier gibt es bis heute kein  Mittel, den damit verbundenen schädlichen       Auswirkungen    vorzubeugen.  



  Die Entwässerung von weniger feinkörni  gen Böden als zum Beispiel der Löss wie  Sand, mit Hilfe     bekannter    Mittel, wie Rohr  brunnen usw., scheitert beim     Braunkohlen-          tagebau    an dem     raschen        Abbaufortschritt    der  bis zu 20 m am Tage auf einer Breite von  100-200 m und mehr beträgt. Ausserdem  sind Rohrbrunnen, zumal in grosser Zahl und  bei dauernder Neuanlage sehr kostspielig.  Fraglich wäre es auch, ob bei den vielfach  vorhandenen feinkörnigeren Zwischenschich  ten die Wirkung einer solchen Entwässerung  überhaupt in genügendem Masse eintreten  würde.

      ' Gemäss der     Erfindung    gelingt es nun,  Rutsch- und Fliesserscheinungen in feinkörni  gem Erdreich zu verbinden und zum Beispiel  dadurch auf einfache Weise die Herstellung  von Hängen, Böschungen und Dämmen aus  rutsch- und fliessgefährlichen Böden zu er  möglichen und solche Arbeiten zu sichern.  Dieses Verfahren besteht darin, dass minde  stens zwei elektrische Leiter getrennt vonein  ander in den Boden eingeführt und mit je  einem Pol einer     Gleichstromquelle    verbunden  werden, und dass mindestens kathodenseitig  ein Hohlgefäss, zum Beispiel ein durchlochtes  Rohr, angeordnet und das in ihm sich an  sammelnde Wasser abgeführt, zum Beispiel  ablaufen gelassen oder abgepumpt wird.

   Im  Nachstehenden werden an, Hand der Zeich  nung einige Durchführungsbeispiele des er  findungsgemässen Verfahrens erläutert.  



  Das Verfahren kann zum Beispiel in der  in Fiel o. 1 der beigefügten Zeichnung darge  stellten Weise derart erfolgen, dass in den  Sandboden 1, dessen Grundwasserspiegel ge  mäss der Linie A-B verläuft, in grösserem  Abstand voneinander zwei durchlochte Eisen  rohre 2 und 3 geschlagen werden. Diese sind  mit je einem Pol einer (hier nicht dargestell  ten) Gleichstromquelle verbunden. Das eine  Rohr 2 dient dabei a1s Anode, das andere  Rohr 3 als Kathode.

   Nach dem Einschalten  des     Gleichstromes    wird dann das in dem  Sandboden vorhandene Porenwasser in der  dargestellten Pfeilrichtung gegen die     Kathode          ,getrieben,    wobei der Sandboden     gewisserma-          ssen    als     Diaphragma    dient, und     sammelt    sieh  schliesslich in dem gelochten Rohr 3,

   steigt in  demselben hoch und kann aus ihm gegebenen  falls von     Zeit    zu Zeit ausgepumpt oder durch       selbsttätiges        Abfliessenlas@en    oder auf     sonstige.          gee=ignete        Weise    abgeführt werden.  



  Die Anordnung der gelochten Metallrohre  kann mit Vorteil auch zum Beispiel in der in       Fig.    2 und 3 im Aufriss und     Grundriss    dar  e-3tellten     @'GTeiae    in Reihen erfolgen, derart,  g<B>o</B>       da.ss    in einem     gewissen    Abstand hinter der je  weiligen, zum     Beispiel    über dem Kohlenflöz  4 gelagerten Böschung     :

  5    hintereinander und  in Abstand voneinander drei     Reihen        (I-III)         von gelochten Eisen- oder dergleichen Rohr  pfählen     eingeschlagen    werden, von     denen    die  beiden äussern Reihen (I und III) als Ano  den und die mittlere Reihe (II) als Kathode  Verwendung finden bezw. mit einer (hier  nicht dargestellten) Gleichstromquelle ver  bunden werden.

   Wird dann die Gleichstrom  quelle eingeschaltet und ist die dadurch in  dem vorerwähnten Sinne in Gang gesetzte  Entwässerung der behandelten Zone genügend  weit fortgeschritten, so wird die Rohrreihe I  in der punktiert angedeuteten Weise umge  setzt und dient dann als Rohrreihe IV eben  falls wieder als Anode, während die Rohr  reihe II zur weiteren Anode und Rohrreihe  III zur Kathode wird usw.  



  Statt dessen kann man aber auch so vor  gehen, dass man als Anoden Platten- oder  Stabelektroden aus geeignetem Metall oder  mit einem Beschlag aus solchem vorsieht und  für die Kathoden besondere, durchlässige Ge  fässe, zum Beispiel durchläseige Betonrohre,  verwendet, in welche die zum Beispiel als  Stab oder Drahtelektroden ausgebildeten Ka  thoden angeordnet, zum Beispiel eingehängt  werden.  



  Eine andere     Ausführungsfarm    des vorlie  genden     Verfahrens,    welche sich     insbesondere     für solche Zwecke eignet, bei welchen eine  gedrängte Anordnung     erwünscht    ist und es  sich um die     zentrale        Entwässerung    kleinerer  Bodenzonen handelt, besteht darin, dass der  als Anode und der als Kathode     dienende,     durchlässig, zum Beispiel als Drahtnetz oder  Lochblech,     ausgebildete        Leiter    durch ein  nichtleitendes Diaphragma voneinander ge  trennt in einem in den Boden versenkten, bei  derseits offene Hohlgefäss aus nichtleitendem  Material angeordnet werden,

   wobei die     ano-          denseitige    Öffnung des Hohlgefässes dem zu  entwässernden Boden zugekehrt und die     ka-          thodenseitige    Öffnung mit einer Abflusslei  tung für dass abzufliessende Wasser verbunden  wird.  



  Eine hierfür geeignete Vorrichtung ist in  Fig. 4 in beispielisweiser Ausführungsform  schematisch dargestellt. Bei dieser sind die  beiden Leiter 6 und 7 durchlässig, zum Bei-    spiel als Drahtnetz oder Lochblech, ausgebil  det, der als Anode dienende Leiter 6 und der  als Kathode dienende Leiter 7 durch das  nichtleitende Diaphragma 8, zum Beispiel aus  porösem Beton, dichtem Gewebe und der  gleichen, voneinander getrennt und ebenso wie  dieses in dem im Boden 9 versenkten, beider  seits offenen Hohlgefäss 10 aus nichtleitendem  Material, zum Beispiel einem entsprechenden  Betonrohr, angeordnet. Die der Anode 6 ent  sprechende Öffnung dieses Behälters 10 ist  dem zu entwässernden Boden 9 zugekehrt,  während seine der     Kathode    7 zugekehrte  Öffnung mit einer Abflussleitung 11 verbun  den ist.

   Werden die Elektroden 6 und 7 an  eine Gleichstromquelle angeschlossen, so wird  das aus dem Boden 9 nach der Kathode 7  wandernde Wasser in dem Hahlgefäss 10 an  gesammelt und steigt in dessen Abflussleitung  nach oben, aus der es dann abfliessen gelassen  oder auf sonstige Weise entfernt werden kann.  Ausgeführte Versuche:  1. Wie in Fig. 5 dargestellt, wurde in  einen Glasbehälter 12 eine stark wasserhaltige  Sandfüllung 13 eingebracht. in diese Sand  füllung 13 wurde nahe der einen     BehMter-          wandung    die als Anode dienende Plattenelek  trode 14 und in der Nähe der entgegengesetz  ten Behälterwandung das Glasrohr 15 einge  setzt.

   Dieses Rohr 15 war an seinem untern  Ende mit dem feinmaschigen Drahtnetz 16  verschlossen, während in     dasselbe    von     oben     her der als Kathode dienende Draht 17 einge  setzt war. Dann wurde etwas Wasser in das  Rohr 15     eingegossen    und Anode und Kathode  an die     Gleichstromquelle    18 von 6     Valt    Span  nung     angesehlnssen.    Nach     Einschalten        des     Gleichstromes stieg     Jas        Wasiser    in dem Rohr  15     innerhalb    weniger Minuten bis über die       Obe;

  rfl'äjehe    der Sandfüllung 13.     Nachdem    das  Glasrohr zum grossen Teil     leergepumpt    wurde,  stieg das Wasser in     dem    Rohr 15 von neuem       und    so fort, bis die     gesamte        Sandfülltjng    13  einen völlig trockenen und in :der Farbe     we-          scntlich        helleren    Eindruck machte.

   Durch       l@es.sun@en    wurde festgestellt, dass durch den       beschriebenen    Vorgang der     ursprüngliche         Wassergehalt der Sandfillung auf weniger  als 1/6 seines ursprünglichen Wertes verrin  gert worden war.  



  2. Um zu zeigen, wie schnell ein fein  körniger Boden, zum Beispiel Löss, der mit  Wasser übersättigt ist, und in dem eine eini  germassen     standfeste    Böschung nicht erzielt  werden kann, entwässert werden kann, wurde  folgender     Modellversuch    im Laboratorium des  Brückenamtes Hamburg durchgeführt. In ein  Glasgefäss von etwa 1 m Länge und 30 cm  Breite wurde künstlich mit Wasser angerei  cherter Lössboden eingebracht, der einen der  art     breiigen    Zustand hatte, dass die Herstel  lung auch einer sehr flachen Böschung nicht  möglich war.

   Daraufhin wurde in der Mitte  des Glasgefässes ein aus feinmaschigem Draht  gewebe hergestellter, als Kathode dienender,  Brunnen von 3 cm     #,    umgeben mit einem  Sandfilter, eingebracht, der eine Entwässe  rungsmöglichkeit nach unten, also durch die  Sohle des Glasgefässes hatte. Der Brunnen  ergab nach mehrstündigem Warten eine Ge  samtfeuchtigkeit von etwa 3 cm3 Wasser, also  praktisch gleich null. Sodann wurde in einer  Entfernung von etwa 30 cm in der Längs  richtung des Gefässes ein als Anode dienender  Eisendraht von etwa 2 mm     #    eingebracht  und diesle beiden Elektroden mit 110 Volt  Gleichstrom bespeist. Innerhalb weniger Mi  nuten begann der Brunnen ergiebig zu laufen  und in einer halben Stunde waren schon etwa.  500 cm' Wasser dem Boden entzogen.

   Es war  nunmehr möglich,eine Böschung von 1:3 her  zustellen und nach einer weiteren halben  Stunde eine Böschung von 1:1,5.  



  3. Auf Grund der erfolgreichen Laboras       toriumsversuche    wurde kürzlich von der       Reichsbahudirektion    Hannover bei Salzgitter  im Zuge des geplanten Baues einer Eisenbahn  linie in Lössboden     ein.        Grossversuch    durchge  führt.

   Der Zweck dieses     Versuchers    sollte die       Feststellung    sein, ob es gelingt, in dein sehr       wasserreichen    und unter starkem Wasserzu  drang leidenden Lössboden einen etwa 6 m       tiefen        Einschnitt        anzulegen,    ein Vorhaben,  welches trotz     mehrmaliger    Versuche bisher  derart misslungen war, dass man schon daran  
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    dachte, <SEP> trotz <SEP> des <SEP> bereits <SEP> begonner?eii <SEP> Bauvor  habens <SEP> die <SEP> besamte <SEP> Eisenbahnliliie <SEP> aus <SEP> diesem
<tb>  Gebiet <SEP> zu <SEP> verlegen.

   <SEP> Zu <SEP> beiden <SEP> Seiten <SEP> des <SEP> ge  planten <SEP> Einschnittes <SEP> wurden <SEP> als <SEP> Versuch <SEP> je
<tb>  10 <SEP> Brunnen <SEP> von <SEP> 10 <SEP> cm. <SEP> -er <SEP> bis <SEP> 7,50 <SEP> in <SEP> Tiefe.
<tb>  unter <SEP> Geländeoberfläche <SEP> in <SEP> 10 <SEP> m <SEP> -egenseiti  bem <SEP> Abstand <SEP> eingebracht. <SEP> Zwischen <SEP> je <SEP> zwei
<tb>  Brunnen <SEP> wurdo <SEP> ein <SEP> einzölliges <SEP> Eisenrohr <SEP> bis
<tb>  in <SEP> gleiche <SEP> Tiefe <SEP> geschlagen. <SEP> Solcherart <SEP> sollte
<tb>  die <SEP> gegen <SEP> den <SEP> zukünftigen <SEP> Einschnitt <SEP> zudrin  gende <SEP> Feuchtigh.eit <SEP> von <SEP> den <SEP> mittleren <SEP> Eisen  rohren <SEP> gegen <SEP> die <SEP> seitlicher <SEP> stehenden <SEP> Brunnen
<tb>  gedrängt <SEP> werden <SEP> und <SEP> gleichzeitig <SEP> :

  der <SEP> besamte
<tb>  Grundwasserspiegel <SEP> in <SEP> der <SEP> Umgebung <SEP> des
<tb>  Einschnittes <SEP> abgesenkt <SEP> werden. <SEP> Die <SEP> Gesamt  anordnung <SEP> geht <SEP> aus <SEP> der <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 6 <SEP> im <SEP> Grund  riss <SEP> und <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 7 <SEP> im <SEP> Schnitt <SEP> nach <SEP> <I>a-a</I> <SEP> von
<tb>  Fig. <SEP> 6 <SEP> dargestellten <SEP> Anlage <SEP> hervor.

   <SEP> Hierbei
<tb>  stellen <SEP> im <SEP> einzelnen <SEP> 19 <SEP> die <SEP> Kathoden-Briinnen
<tb>  inGestalt <SEP> geschliizer <SEP> Eisenrohre <SEP> von <SEP> lO.mz,
<tb>  20 <SEP> die <SEP> Anoden <SEP> in <SEP> Gestalt <SEP> 1zölliger <SEP> Eisenrohre,
<tb>  21 <SEP> die <SEP> Ric.htunc <SEP> der <SEP> Entwässerung-, <SEP> 22 <SEP> die
<tb>  Sohle <SEP> des <SEP> Einschnittes, <SEP> <B>293</B> <SEP> die <SEP> stehende <SEP> Bö  s chunc <SEP> nach <SEP> Anwendung <SEP> de3 <SEP> Verfahrens, <SEP> 24
<tb>  die <SEP> geplante <SEP> Böschung <SEP> 1:2. <SEP> 25 <SEP> den <SEP> ursprüng  lichen <SEP> Grundwasserspiegel, <SEP> 26 <SEP> den <SEP> ab.ozesenk  ten <SEP> Grund:ivasserspiegel <SEP> und <SEP> ?7 <SEP> die <SEP> Schlitze
<tb>  im <SEP> untern <SEP> Teil <SEP> der <SEP> @hatliodei:

  rohre <SEP> 19 <SEP> dar.
<tb>  Vorerst <SEP> sollte <SEP> festgestellt <SEP> werden, <SEP> ob <SEP> die
<tb>  Brunnen <SEP> auch <SEP> ohne <SEP> An:schluss <SEP> des <SEP> elektrischen
<tb>  Stromes <SEP> Wasser <SEP> geben. <SEP> Auch <SEP> nach <SEP> einigen
<tb>  Stunden <SEP> Wartens <SEP> er--aben <SEP> die <SEP> Brunnen <SEP> infolge
<tb>  der <SEP> LTndtirehlässicheit;

   <SEP> des <SEP> unigebenden <SEP> Bo  dens <SEP> keine <SEP> @Vaaermrii@eii. <SEP> Daraufhin <SEP> wurde
<tb>  eine <SEP> Gleichstromquelle <SEP> von <SEP> 90 <SEP> Volt <SEP> ange  .sehlossen, <SEP> wobei <SEP> die <SEP> -esamte <SEP> Anlage <SEP> einen
<tb>  Stromverbrauch <SEP> von <SEP> et,#va.200 <SEP> Amperea.ufwies.
<tb>  Innerhalb <SEP> einer <SEP> Stunde <SEP> stieg <SEP> die <SEP> Ergiebigkeit.
<tb>  der <SEP> Brunnen <SEP> auf <SEP> im <SEP> Durchschnitt <SEP> 3 <SEP> 1/Brannen
<tb>  und <SEP> 3linute.

   <SEP> Im <SEP> Laufe <SEP> der <SEP> ersten <SEP> 4 <SEP> Versuchs  ta-e <SEP> betrit.y <SEP> dio <SEP> durchschnittliche <SEP> Ergiebig  heit <SEP> der <SEP> Brunnen <SEP> zusammen <SEP> 2,5 <SEP> m3/Stunde.
<tb>  Der <SEP> Grundv-asserspiegel <SEP> wurde <SEP> im <SEP> Bereich
<tb>  des <SEP> zukünfti-en <SEP> Einschnittes <SEP> innerhalb <SEP> von
<tb>  4 <SEP> Tagen <SEP> tun <SEP> 13 <SEP> m <SEP> und <SEP> von <SEP> weiteren <SEP> 5 <SEP> Tagen
<tb>  um <SEP> etwa. <SEP> 7 <SEP> m <SEP> abgesenkt. <SEP> Gegenwärtig <SEP> arbeitet
<tb>  ein <SEP> Barger <SEP> in <SEP> dem <SEP> Einschnitt, <SEP> der <SEP> etwa <SEP> die
<tb>  Hälfte <SEP> dieser <SEP> 100 <SEP> m <SEP> betragenden <SEP> Versuchs-         strecke bis auf die zukünftige Sohle mit Bö  schungen bis zu l:0,75 ausgehoben hat.

   Der  Erfolg ist derart verblüffend, dass bereits die  Ausführung mehrerer Bauvorhaben in Er  wägung bezogen wird.



  Process to prevent slippage and flow phenomena in fine-grained soil. The invention relates to a method for preventing slip and flow phenomena in fine-grained soil.



  The production of slopes, embankments and dams in slippery and flow dangerous soil and the safeguarding of such work is not possible in a useful way, for example with previously known means when the soil is so fine-grained that it is contained in the pores Moisture binds and does not give it up voluntarily, or if there are heavily water-saturated loess or silt soils, since in such soils in dams or in cuttings flow or slide phenomena occur. or that, for example, when it comes to sandy slopes and embankments in the overburden cover in lignite mining, the flow phenomena can lead to catastrophic consequences.

       The application of known proposals is so difficult here that they cannot be used despite the relatively large water permeability of the sand. These overburden covers usually consist of more or less fine sand of varying thickness, the water table of which is more or less high depending on the season and the intensity of the respective precipitation. It is not possible for the water to seep into the depths due to the coal seams underneath.

   The water flows accordingly against the embankments of the overburden layers and can give rise to extensive outflows and landslides, which are often associated with personal injury and property damage.



  The difficulties become even more obvious when, as was recently the case, it is a question of making a deep incision in water-saturated loess with a very high water level. As a practical experiment has shown, it is then not at all possible to carry out the excavation in such a way that the embankments even remain in place.

   Such an excavation cannot be attempted at all with heavy equipment, since this equipment cannot be set up in the vicinity of these flowing slopes.



  In the dry season with a low groundwater level, the precondition for such outflow from slopes, embankments or embankments due to the lack of moisture is generally not fulfilled, but this is different in the wet season, in which the risk of slipping can only be eliminated if it is successful to intercept the pore water flowing towards the slope surface at a certain distance behind the slope and to divert it harmlessly.



  If a dam body, for example a Reichsautobahndamm, is poured in the dry season with careful artificial compaction from soils that tend to flow when very damp, there is usually no danger to the existence of the dam. If, however, sufficient rain moisture gets into the dam body during the construction of the dam, which can hardly be prevented, or if larger amounts of moisture enter this dam body at a later time, e.g. through the median strip in the course of the operating years, the most severe flow and chute systems can result be of it. Here, too, there is still no means of preventing the associated harmful effects.



  The drainage of less fine-grained soils than loess such as sand, for example, with the help of known means such as pipe wells, etc., fails in open-cast lignite mining because of the rapid rate of mining of up to 20 m during the day over a width of 100-200 m and more is. In addition, pipe wells are very expensive, especially if they are in large numbers and if they are constantly being rebuilt. It would also be questionable whether the effect of such a drainage would occur to a sufficient extent with the fine-grained intermediate layers that are often present.

      'According to the invention, it is now possible to combine slip and flow phenomena in feinkörni gem soil and, for example, to make it possible in a simple manner to produce slopes, embankments and dams from slippery and flowing soils and to secure such work. This method consists in that at least two electrical conductors are inserted separately from each other into the ground and each connected to a pole of a direct current source, and that at least on the cathode side a hollow vessel, for example a perforated pipe, is arranged and the water that collects in it is discharged, for example drained or pumped out.

   In the following, some examples of implementation of the method according to the invention are explained on the basis of the drawing.



  The method can be carried out, for example, in the manner shown in Fiel o. 1 of the accompanying drawing, in such a way that two perforated iron pipes 2 and 3 are hammered into the sandy soil 1, the water table of which runs according to the line A-B, at a greater distance from one another. These are each connected to a pole of a direct current source (not shown here). One tube 2 serves as an anode, the other tube 3 as a cathode.

   After switching on the direct current, the pore water present in the sandy soil is then driven in the direction of the arrow against the cathode, the sandy soil serving as a diaphragm, and finally collects in the perforated tube 3,

   rises in the same and can be pumped out of it if necessary from time to time or by automatic drainage or other. gee = ignete way.



  The perforated metal tubes can advantageously also be arranged in rows, for example, in the manner shown in elevation and plan in FIGS. 2 and 3, in such a way that they are in one certain distance behind the respective embankment, for example above coal seam 4:

  5 in a row and at a distance from one another three rows (I-III) of perforated iron or the like tube piles are hammered, of which the two outer rows (I and III) as an anode and the middle row (II) as a cathode are used respectively . be connected to a direct current source (not shown here).

   If the direct current source is then switched on and the drainage of the treated zone, which is set in motion in the aforementioned sense, has progressed sufficiently far, the row of tubes I is implemented in the manner indicated by dotted lines and then serves as row IV of tubes again as an anode while the tube row II becomes another anode and tube row III becomes the cathode, etc.



  Instead, one can also proceed in such a way that plate or stick electrodes made of suitable metal or with a fitting of such are used as anodes and special, permeable vessels, for example permeable concrete pipes, are used for the cathodes, in which the, for example as a rod or wire electrodes formed Ka methods arranged, for example, are hung.



  Another embodiment of the present method, which is particularly suitable for those purposes in which a compact arrangement is desired and it is the central drainage of smaller soil zones, consists in the fact that the anode and the cathode serving as, permeable, for Example as a wire mesh or perforated sheet, formed conductors separated from each other by a non-conductive diaphragm in a hollow vessel sunk into the ground with an open hollow vessel made of non-conductive material,

   the anode-side opening of the hollow vessel facing the soil to be drained and the cathode-side opening being connected to a drainage line for the water to be drained off.



  A device suitable for this is shown schematically in FIG. 4 in an exemplary embodiment. In this, the two conductors 6 and 7 are permeable, for example as a wire mesh or perforated plate, the conductor 6 serving as anode and the conductor 7 serving as cathode through the non-conductive diaphragm 8, for example made of porous concrete, dense fabric and the same, separated from one another and, like this, arranged in the hollow vessel 10, sunk in the floor 9 and open on both sides, made of non-conductive material, for example a corresponding concrete pipe. The opening of this container 10 corresponding to the anode 6 faces the bottom 9 to be drained, while its opening facing the cathode 7 is connected to a drain line 11.

   If the electrodes 6 and 7 are connected to a direct current source, the water migrating from the bottom 9 to the cathode 7 is collected in the hollow vessel 10 and rises up in its drainage line, from which it is then drained off or removed in some other way can. Experiments carried out: 1. As shown in FIG. 5, a sand filling 13 with a high water content was placed in a glass container 12. The plate electrode 14 serving as anode was inserted into this sand filling 13 near one wall of the container, and the glass tube 15 was inserted near the opposite wall of the container.

   This tube 15 was closed at its lower end with the fine-mesh wire mesh 16, while the wire 17 serving as a cathode was inserted into the same from above. Then some water was poured into the tube 15 and anode and cathode were connected to the direct current source 18 of 6 Valt voltage. After switching on the direct current, Jas Wasiser climbed tube 15 within a few minutes to over the top;

  Near the sand filling 13. After the glass tube had been pumped empty for the most part, the water in the tube 15 rose again and so on, until the entire sand filling 13 made a completely dry impression and in terms of color considerably lighter.

   L @ es.sun @ en found that the process described had reduced the original water content of the sand fill to less than 1/6 of its original value.



  2. To show how quickly a fine-grained soil, for example loess, which is oversaturated with water and in which a somewhat stable embankment cannot be achieved, the following model test was carried out in the laboratory of the Hamburg Bridge Office. Loess soil artificially enriched with water was placed in a glass vessel about 1 m long and 30 cm wide, which was so mushy that it was not possible to create even a very flat slope.

   Thereupon, in the middle of the glass vessel, a well of 3 cm # made of fine-meshed wire and used as a cathode, surrounded by a sand filter, was placed, which had a drainage option downwards, i.e. through the bottom of the glass vessel. After waiting for several hours, the well produced a total moisture of around 3 cm3 of water, which is practically zero. Then, at a distance of about 30 cm in the longitudinal direction of the vessel, an iron wire of about 2 mm # serving as an anode was introduced and these two electrodes were fed with 110 volts direct current. Within a few minutes the fountain began to run abundantly and in half an hour it was already about. 500 cm 'of water removed from the ground.

   It was now possible to create a slope of 1: 3 and after another half hour a slope of 1: 1.5.



  3. As a result of the successful laboratory tests, the Reichsbehudirektion Hannover recently opened a project near Salzgitter in the course of the planned construction of a railway line in Lössboden. Large-scale test carried out.

   The purpose of this experiment was to determine whether it was possible to create an approximately 6 m deep incision in your loess soil, which is very watery and suffering from strong water ingress, a project which, despite several attempts, had so far failed so far that one could already do it
EMI0004.0017
  
    thought, <SEP> already <SEP> started despite <SEP> of <SEP>? eii <SEP> construction project <SEP> the <SEP> inseminated <SEP> railway line <SEP> from <SEP> this one
<tb> Relocate area <SEP> to <SEP>.

   <SEP> For <SEP> both <SEP> sides <SEP> of the <SEP> planned <SEP> incision <SEP> were <SEP> as a <SEP> attempt <SEP> each
<tb> 10 <SEP> well <SEP> of <SEP> 10 <SEP> cm. <SEP> -er <SEP> to <SEP> 7.50 <SEP> in <SEP> depth.
<tb> under <SEP> terrain surface <SEP> in <SEP> 10 <SEP> m <SEP> -egenseiti bem <SEP> distance <SEP>. <SEP> Between <SEP> two <SEP> each
<tb> Well <SEP> was <SEP> a <SEP> one-inch <SEP> iron pipe <SEP> up to
<tb> struck in <SEP> same <SEP> depth <SEP>. <SEP> Such type <SEP> should
<tb> the <SEP> against <SEP> the <SEP> future <SEP> incision <SEP> urging <SEP> moisture since <SEP> from <SEP> the <SEP> middle <SEP> iron pipes <SEP > against <SEP> the <SEP> side <SEP> standing <SEP> wells
<tb> pushed <SEP>, <SEP> and <SEP> are simultaneously <SEP>:

  the <SEP> inseminated
<tb> Groundwater level <SEP> in <SEP> of the <SEP> environment <SEP> of the
<tb> cut <SEP> be lowered <SEP>. <SEP> The <SEP> overall arrangement <SEP> is <SEP> from <SEP> the <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 6 <SEP> in the <SEP> floor plan <SEP> and <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 7 <SEP> in the <SEP> section <SEP> to <SEP> <I> aa </I> <SEP> from
<tb> Fig. <SEP> 6 <SEP> shown <SEP> system <SEP>.

   <SEP> Here
<tb> set <SEP> in the <SEP> individual <SEP> 19 <SEP> the <SEP> cathode tubes
<tb> in the form <SEP> closed <SEP> iron pipes <SEP> from <SEP> 10.mz,
<tb> 20 <SEP> the <SEP> anodes <SEP> in <SEP> form <SEP> 1 inch <SEP> iron pipes,
<tb> 21 <SEP> die <SEP> Ric.htunc <SEP> the <SEP> drainage, <SEP> 22 <SEP> die
<tb> Sole <SEP> of the <SEP> incision, <SEP> <B> 293 </B> <SEP> the <SEP> standing <SEP> bump <SEP> after <SEP> application <SEP> de3 <SEP> procedure, <SEP> 24
<tb> the <SEP> planned <SEP> slope <SEP> 1: 2. <SEP> 25 <SEP> the <SEP> original <SEP> groundwater level, <SEP> 26 <SEP> the <SEP> lower than <SEP> reason: ivasserspiegel <SEP> and <SEP>? 7 <SEP > the <SEP> slots
<tb> in <SEP> under <SEP> part <SEP> of <SEP> @hatliodei:

  pipes <SEP> 19 <SEP>.
<tb> First <SEP> should be <SEP> determined <SEP>, <SEP> whether <SEP> the
<tb> Well <SEP> also <SEP> without <SEP> Connection: <SEP> connection of the <SEP> electrical
<tb> Give current <SEP> water <SEP>. <SEP> Also <SEP> after <SEP> agree
<tb> hours <SEP> waiting <SEP> er - ab <SEP> the <SEP> wells <SEP> as a result
<tb> the <SEP> LTndtirehlässicheit;

   <SEP> of the <SEP> unavailable <SEP> base <SEP> none <SEP> @ Vaaermrii @ eii. <SEP> Thereupon <SEP> was
<tb> a <SEP> direct current source <SEP> of <SEP> 90 <SEP> volts <SEP> connected, <SEP> whereby <SEP> the <SEP> - entire <SEP> system <SEP> one
<tb> Power consumption <SEP> from <SEP> et, # va.200 <SEP> Amperea.ufwies.
<tb> Within <SEP> one <SEP> hour <SEP> <SEP> the <SEP> productivity increased.
<tb> the <SEP> wells <SEP> on <SEP> in the <SEP> average <SEP> 3 <SEP> 1 / Brannen
<tb> and <SEP> 3linute.

   <SEP> In the <SEP> run <SEP> the <SEP> first <SEP> 4 <SEP> attempts ta-e <SEP> betrit.y <SEP> dio <SEP> average <SEP> yield <SEP> the <SEP> well <SEP> together <SEP> 2.5 <SEP> m3 / hour.
<tb> The <SEP> basic water level <SEP> became <SEP> in the <SEP> area
<tb> of the <SEP> future <SEP> incision <SEP> within <SEP> of
<tb> 4 <SEP> days <SEP> do <SEP> 13 <SEP> m <SEP> and <SEP> of <SEP> another <SEP> 5 <SEP> days
<tb> around <SEP> for example. <SEP> 7 <SEP> m <SEP> lowered. <SEP> Currently <SEP> is working
<tb> a <SEP> barger <SEP> in <SEP> the <SEP> incision, <SEP> the <SEP> about <SEP> the
<tb> half <SEP> of this <SEP> 100 <SEP> m <SEP> amounting <SEP> test section up to the future bottom with embankments up to 1: 0.75.

   The success is so amazing that the execution of several building projects is already being considered.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Verhinderung von Rutsch- und Fliesserscheinungen in feinkörnigem Erd reich, dadurch gekennzeichnet, dass minde stens zwei elektrische Leiter getrennt vonein ander in den Boden eingeführt und mit je einem Pol einer Gleichstromquelle verbunden werden, und dass mindestens kathodenseitig ein Hohlgefäss angeordnet und das in ihm sich ansammelnde Wasser abgeführt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der als Kathode dienende Leiter innerhalb eines durchlochten Rohres angeordnet wird. 2. PATENT CLAIM: A method for preventing slip and flow phenomena in fine-grained earth, characterized in that at least two electrical conductors are inserted separately from one another into the ground and each connected to a pole of a direct current source, and that at least one hollow vessel is arranged on the cathode side and that any water that collects in it is drained away. SUBClaims: 1. The method according to claim, characterized in that the conductor serving as cathode is arranged within a perforated tube. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der als Kathode dienende Leiter selbst zu dem Hohlgefäss aus gebildet wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprueh 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kathode ein durchlochtes Rohr ver wendet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das in dem Katho dengefäss sich ansammelnde Wasser ablaufen gelaesen wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das in dem Ka- thodengefäss sich ansammelnde Wasser abge pumpt wird. 6. Method according to patent claim, characterized in that the conductor serving as cathode is itself formed from the hollow vessel. 3. The method according to claim and sub-claim 2, characterized in that a perforated tube is used ver as cathode. 4. The method according to claim, characterized in that the water accumulating in the cathode vessel is read to run off. 5. The method according to claim, characterized in that the water that collects in the cathode vessel is pumped off. 6th Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass sowohl der als Anode dienende als auch der als Kathode dienende Leiter wasserdurchlässig ausgebildet wird, und beide in dem aus nichtleitendem Material beiderseits offenen Hohlgefäss durch ein nichtleitendes Diaphragma voneinander getrennt in den Boden versenkt werden, wobei die anodenseitige Öffnung des Hohlgefässes dem zu entwässernden Boden zugekehrt wird und die kathodenseifige Öffnung mit einer Abflussleitunb für das abzuführende Wasser verbunden wird. Method according to patent claim, characterized in that both the conductor serving as anode and the conductor serving as cathode are designed to be water-permeable, and both are sunk into the ground in the hollow vessel, which is made of non-conductive material on both sides, separated from one another by a non-conductive diaphragm, the anode-side Opening of the hollow vessel is turned towards the soil to be drained and the cathode-soap opening is connected to a drainage line for the water to be drained. 7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, ,dass beide Leiter als Drahtnetze ausgebildet werden. 8. Verfahren, nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide Leiter als Lochbleche ausgebildet werden. 9. 7. The method according to claim and dependent claim 6, characterized in that both conductors are designed as wire nets. 8. The method according to claim and dependent claim 6, characterized in that both conductors are designed as perforated sheets. 9. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, ,d,ass der als Anode dienende Leiter als Draht netz und der a-Is Kathode dienende Leiter als Lochblech ausgebildet wird. Method according to patent claim and dependent claim 6, characterized in that the conductor serving as anode is designed as a wire mesh and the conductor serving as a-Is cathode is designed as a perforated sheet. 10. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da.ss der als Anode dienende Leiter als Loch blech und der als Kathode dienende Leiter als Drahtnetz ausgebildet wird. 10. The method according to claim and dependent claim 6, characterized in that the conductor serving as anode is designed as a perforated plate and the conductor serving as cathode is designed as a wire mesh.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2206122A1 (en) * 1972-11-15 1974-06-07 Provalor Anstalt
WO2001027396A1 (en) * 1999-10-07 2001-04-19 Golder Sierra Llc Soil liquefaction prevention by electro-osmosis during an earthquake event

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