111 © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Bautechnik 86 (2009), Heft 2 Das Verformungsverhalten einer mineralischen Abdichtung unter Umwelteinflüssen ist ein wichtiges Forschungsthema mit dem Schwerpunkt teilgesättigter Böden im Deponiebau. In Abhängig- keit von der kritische Saugspannung führen Setzungen zusammen mit Quellen und Schwinden des Bodens zu Rissen; andererseits können Initialrisse durch mechanische Kompression in solchen Bereichen geschlossen werden. In diesem Beitrag werden in Form von Feldmessungen die Auswirkungen von Schwellen und Schrumpfen auf eine verdichtete polymerverbesserte Bentonit- Sand-Mischung dargestellt. Zwei Methoden zur Beschreibung des Verformungsverhaltens von mineralischen Abdichtungen im Deponiebau unter gekoppelter hydraulisch-mechanischer Bean- spruchung werden vorgeschlagen, die exemplarisch auf das Test- feld einer mineralischen Abdichtung angewendet und verglichen werden. Deformation behaviour and crack initalisation of clay liner re- lated to landfills – due to cyclic hydraulic and mechanic actions. Settlement and swell/shrink behaviour of clay liner under influ- ence of environment are major topics of many research studies focussing expansive soil behaviour related to landfill applications. Depending on magnitude of surcharge pressure acting on the li- ner and wetting-drying behaviour of the soil, settlement, together with swelling and shrinkage, may result in cracks or contrastly may close initial cracks induced by mechanical compaction in the field. In this paper, an analysis of the effects of field swelling and shrinkage of a compacted polymer-enhanced bentonite-sand mixture is presented. The analysis performed was based on field suction measurement data. Two different approaches; namely, single-valued effective stress concept and two-independent stress state variable approach for unsaturated soils were adopted in the analysis and comparison is presented in this paper. 1 Einleitung In diesem Beitrag werden aufbauend auf den grundlegen- den Konzepten der Bodenmechanik teilgesättigter Böden zwei Methoden vorgestellt, die eine quantitative Beschrei- bung des Verformungsverhaltens mineralischer Abdich- tungen unter gekoppelter mechanischer und hydraulischer Beanspruchung erlauben. Bei Idealisierung des Bodenver- haltens als linear ist es möglich, zwei Kriterien zur Riss- initialisierung in mineralischen Abdichtungen abzuleiten. Die Methoden werden exemplarisch auf Feldmessungen an einer mineralischen Abdichtung aus einer polymerver- besserten Sand-Bentonit-Mischung angewandt. Detailliert werden die experimentellen Prozeduren zur Ermittlung der involvierten hydraulisch-mechanischen Materialpara- meter erläutert. Die notwendigen experimentellen Unter- suchungen beinhalten sowohl bodenmechanische als auch bodenphysikalische Standardversuche. 2 Mineralische Abdichtung Die in diesem Beitrag behandelte mineralische Abdichtung des Feldversuchs „Testfeld Rothenbach“ (Trisoplast, 2005) hat eine Mächtigkeit von 0,07 m. Darüber angeordnete Schichten werden durch eine gleichförmige Auflast von 20 kPa idealisiert, siehe Bild 1. Die mineralische Abdich- tung besteht aus einer polymermodifizierten Sand-Bento- nit-Mischung (PEBSM), die unter dem Handelsnamen Tri- Zu Verformungsverhalten und Rissgefährdung einer mineralischen Abdichtung im Deponiebau infolge gekoppelter zyklischer hydraulischer und mechanischer Beanspruchung Tom Schanz Fachthemen DOI: 10.1002/bate.200910011 Bild 1. „Testfeld Rothenbach“: Aufbau der mineralischen Abdichtung (unten) und Idealisierung (oben) Fig. 1. „Field test Rothenbach“: geometry of mineral layer (below) and idealization (above)