Der Eindringungswiderstand eines Bodens ist ein Maß zur Bestimmung der Tragkraft und der Durchwurzelbarkeit.

Die hier beschriebenen Penetrometer werden zur Messung des Eindringungswiderstandes der oberen Schicht benutzt. Insbesondere in der Grünanlagenplanung (Wartung von Sportfeldern, Parkanlagen, usw.) besteht ein wachsender Bedarf, die quantitativen Messungen im Bodenprofil mit allen weiteren Aspekten der Benutzung des Bodens zu kombinieren (beispielsweise den Widerstand des Rasens beim Betreten in Bezug darauf, ob auf dem Feld gespielt werden kann oder nicht). Bei diesen Penetrometern für obere Schichten wird ein Konus oder eine Messstange mit einer konstanten Geschwindigkeit in den Boden gedrückt, wobei der größte dabei gemessene Eindringungswiderstand angezeigt wird.

Während dieses Vorgangs wird ein Schleifring mitgenommen, der den maximal angetroffenen Widerstand auf der Skaleneinteilung anzeigt.

Die Skaleneinteilung wurde so kalibriert, dass der angetroffene Eindringungswiderstand sofort abgelesen werden kann.

Der Handpenetrometer für obere Schichten ist ein Gerät, das zur Bestimmung des Eindringungswiderstandes für obere Schichten (Messung über eine Entfernung von ca. 10cm) benutzt wird. Messbereich 6MPa. Aufgrund der begrenzten Gesamtlänge des Geräts kann der Handpenetrometer auch für horizontale Messungen, beispielsweise in den Wänden einer Profilgrube, benutzt werden.

Das Prinzip des Handpenetrometers basiert auf der Messung des größten Eindringungswiderstandes eines Konus über eine Entfernung von ca. 10cm. Der Eindringungswiderstand wird mit Hilfe einer Druckfeder gemessen. Eine Anzahl Konen und Druckfedern sind erhältlich. Anhand des zu erwartenden Eindringungswiderstandes wird eine bestimmte Kombination aus einem Konus und einer Druckfeder gewählt. Wenn der zu erwartende Eindringungswiderstand hoch ist, wird ein Konus mit einer kleinen Oberfläche und eine Druckfeder mit einer grossen Maximalkraft gewählt, bei niedrigem Eindringungswiderstand entsprechend umgekehrt. Die Druckfedern, Verlängerungs- und Sondierstangen und Konen lassen sich einfach und schnell austauschen. Die Feder in dem Penetrometer wird zusammengedrückt, wenn der Konus beim Eindrücken in den Boden auf Widerstand stößt.

Der Handpenetrometer für obere Schichten wird, wie der Name bereits sagt, speziell benutzt zur:

• Untersuchungen von Golfplätzen

• Bestimmung der Dichte in oberen Schichten (z.B. Widerstand des Rasens beim Betreten).

• Horizontale Messungen, z.B. in Profilgruben.

Beide Sets können zur Untersuchung in einer Tiefe zwischen 1 und 3 Metern verwendet werden. Beide Sets enthalten verschiedene Sondierkonen, Sondier- und Verlängerungsstangen, ein Messgerät mit Manometer, Werkzeugset, Konusprüfung, ein Kalibrierungszertifikat und eine Bedienungsanleitung.

Der Messbereich des Manometers liegt bei 10.000kN/m² (=10.000kPa).

Der Skalenbereich liegt bei 0 bis 1,0kPa. Die Genauigkeit beträgt +/- 8% im zulässigen Messbereich. Die Sets sind in kompakte Tragekoffer aus Aluminium verpackt.

Teil des Sets ist ein Handbohrer, der für Bohrungen von bis zu 3 Metern Tiefe verwendet werden kann. Damit können ebenfalls Bodenprofile untersucht oder stärkere Schichten im Boden durchdrungen werden.

Der Bohrer wird ebenfalls verwendet, um das Loch für die Beprobung aufzubohren, um Adhäsion zwischen den Beprobungsstangen und der Wellenwand zu verhindern.

Das Penetrometer besteht im Grunde genommen aus einem Messgerät, einer Sondierstange und einem Sondierkonus.

Das Gerät wird rechtwinklig in den Boden gedrückt, indem man auf beide Griffe Druck ausübt. Ruckartiges Drücken führt zu Messwerten, die zu hoch und nicht repräsentativ für den Boden sind.

Der vom Sondierkonus gemessene Widerstand kann mit dem schwarzen Zeiger des Manometers abgelesen werden. Der maximale während der Messung aufgezeichnete Widerstand wird vom roten Zeiger angegeben.

Der Eindringungswiderstand des Bodens (kPa/cm²) kann nun bestimmt werden, indem man den angezeigten Wert durch die Oberfläche des Sondierkonus teilt. Der zu erwartende Wert für den Eindringungswiderstand bestimmt die Oberfläche des zu verwendenden Sondierkonus.

Bei höheren Werten wird der kleine Konus, bei geringeren Werten der größere Konus verwendet. Je größer der Sondierkonus, desto genauer kann der Eindringungswiderstand ermittelt werden.

Der Penetrograph ist ein Gerät zur Bestimmung des Eindringungswiderstands des Bodens. Das Standardset umfasst verschiedene Eindringungskonen, Aufzeichnungsstifte, Sondierstangen und Aufzeichnungsblätter.

Das gesamte Set, einschließlich Ersatzteilen, Anleitung, Konusprüfung und Werkzeug, ist in einem Trage- und Transportkoffer aus Aluminium untergebracht.

Jeder Penetrograph wird mit einem Bericht zur Qualitätsprüfung geliefert. Der Messbereich des Penetrographen liegt bei bis zu 5.000kN/m² (= 5MPa). Er

eignet sich für Messungen in Tiefen von bis zu 80cm. Mit dem Penetrographen können fortlaufende Messungen vorgenommen werden, wobei jede Schicht des Bodenprofils in den oberen 80cm im Diagramm aufgezeichnet wird.

Darüber hinaus arbeitet der Penetrograph selbst aufzeichnend, d.h. während der Messung wird der Widerstand unmittelbar grafisch aufgezeichnet. Dadurch verringern sich die Nacharbeiten beträchtlich. Die Daten können unverzüglich übertragen werden und sind leicht zu speichern.

Das Prinzip der Messung basiert auf der Komprimierung einer kalibrierten Feder. Gleichzeitig wird das Diagramm durch die Antriebsrolle proportional zur Tiefe bewegt. Um zu überprüfen, ob die Eindringung der Sondierstange in den Boden vertikal ist, ist der Penetrograph mit einer Wasserwaage ausgestattet.

Die Eindringung sollte so vertikal wie möglich sein, um den Druck und die Reibung, die auf die Sondierstange wirken, so gering wie möglich zu halten.

Der Penetrograph wird für Folgendes verwendet:

• allgemeine bodenkundliche Untersuchungen (z.B. zur Profilbeschreibung, Datensammlung zur Beurteilung der Eignung des Bodens).

• Überprüfung, ob die Böden Fahrzeuge oder Fußgänger tragen können.

• Überprüfung künstlicher Verdichtungen (z.B. sandgefüllte Gräben).

• Überprüfung der Tragfähigkeit für die Aufstellung unterirdischer Behälter.

• Erkennung verdichteter (und möglicherweise undurchdringlicher) Unterbodenschichten (z. B. verdichtete Schichten unterhalb der Pflugtiefe).

• Untersuchung schlechter Wachstumsbedingungen, einschließlich derer für Bäume in städtischen Straßen und Parks.

• Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Wurzelintensität bei bestimmten Feldfrüchten und dem Eindringungswiderstand der vorhandenen

• Bodenschichten.

Beim Penetrologger handelt es sich um ein flexibel einsetzbares Gerät für Messungen des Eindringungswiderstands im Feld.

Mit dem Penetrologger können fortlaufende Messungen vorgenommen werden, wobei jede Schicht des Bodenprofils in den oberen 80cm im Diagramm aufgezeichnet wird.

Grob gesagt besteht der Penetrologger aus einem Kraftsensor, dem Logger einer Sondierstange, einem Sondierkonus und einem Ultraschall-Tiefenmesssystem.

Vor der eigentlichen Messung wird an einem PC oder mit dem Penetrologger selbst ein Messplan programmiert. Vor der Messung werden der Name des Projekts, die Anzahl der Messungen, Art des Konus, die Geschwindigkeit des Eindringens usw. eingestellt. Der Eindringungswiderstand wird stark von der Geschwindigkeit des Eindringens, von den Abmessungen und vom Winkel des Konus beeinflusst.

Auf beide Griffe (elektrisch isoliert) wird der gleiche Druck ausgeübt. Dadurch wird der Konus vertikal in den Boden gedrückt.

Der Penetrologger ist mit einem eingebauten Prüfmechanismus für die Eindringgeschwindigkeit ausgestattet (wenn man zu schnell und zu unregelmäßig drückt, dann werden Daten aufgenommen, die für den Boden nicht repräsentativ sind).

Der Widerstand, der beim Drücken auftritt, wird im Datenlogger gespeichert. Es ist ebenfalls möglich, die Messergebnisse unverzüglich anzuzeigen (in MPascal oder Newton), entweder in Form eines Diagramms oder einer Tabelle mit numerischen Messdaten.

Der Penetrologger ist mit einer einstellbaren LCD-Anzeige ausgestattet, die auch bei direkter Sonneneinstrahlung gut ablesbar ist. Das Gerät ist batteriebetrieben.

Das Standardset enthält unter anderem den Penetrologger, ein Kabel zum Anschluss an den PC, Handbuch für den Penetrologger und die PC-Software, die Software selbst, ein Batterieladegerät, Sondierstangen, verschiedene Konen, Konusprüfung und ein Werkzeug-Set. Das gesamte Set ist in einem Trage- und Transportkoffer aus Aluminium untergebracht.

Der Penetrologger kann im landwirtschaftlichen und im ziviltechnischen Bereich eingesetzt werden:

• Allgemeine bodenkundliche Untersuchungen.

• Fundamenttechnik.

• Überprüfung, ob der Boden für landwirtschaftliche Zwecke geeignet ist.

• Untersuchung der zu erwartenden Wachstumsbedingungen für Pflanzen.

• Erkennung verdichteter (möglicherweise undurchdringlicher) Unterbodenschichten (z.B. Schichten die unterhalb der Pflugtiefe verdichtet sind).

• Untersuchung schlechter Wachstumsbedingungen, zum Beispiel von Bäumen in der Stadt oder in Parks.

• Überprüfung künstlicher Verdichtungen.

• Überprüfung, ob die Böden Fahrzeuge oder Fußgänger tragen können

• Geeignet für Golfplätze