4 Grundzüge Tunnelstatik Flashcards
Bestandteile eines Tragwerkmodells
statisches System mit relevanten Systemabgrenzung und Anfangs- und Randbedingungen, sowie dazugehörige Materialeigenschaften
Was kann mit einer Spannungsanalyse ermittelt werden?
Gebirgsverhalten & Gefährdungsbilder, Wirksamkeit von Massnahmen
Welches statische System kann für ein langgestrecktes Körpertragwerk verwendet werden?
Scheibe im ebenen Verformungszustand
Diskutiere Unterschied zw. Scheibe im ebenen Verformungszustand und ebenen Spannungszustand
ebener Verformungszustand: E_z=0, sigma_z nicht gleich 0
ebener Spannungszustand: E_z nicht gleich 0, sigma_z=0
Unter welchen Bedingungen ist die Annahme eines ebenen Verformungszustands zulässig?
langgestrecktes Körpertragwerk mit gleichbleibenden Bedingungen
Von welchen Faktoren wird der Primärspannungszustand im Gebirge beeinflusst?
Überdeckung, Geländemorphologie, Tektonik
Ein Punkt einer Scheibe im ebenen Verformungszustand: Unbekannte Grössen? wie viele? Wie sind sie miteinander verknüpft?
Verschiebungen (u,v)
Verzerrungen (epsilon x, epsilon y, gamma xy)
Spannungen (sigma x, sigma y, tau xy)
kinematische Relationen: Verknüpfung Verzerrung und Verschiebung
Stoffgesetz: Verknüpfung Spannung und Verzerrungen
Unter welchen Bedingungen kann ein tunnelstatisches Problem als drehsymmetrisch angenommen werden?
gleichförmiger Ausbau über Tunnelumfang, homogenes/isotropes Gestein, K=1, homogener primärere Spannungszustand (Tiefliegend)
Was ist die Gebirgskennlinie? Welche Voraussetzungen müssen gegeben sein, um die Gebirgskennlinie anwenden zu können?
Zusammenhang zwischen Ausbauwiderstand (sigma a) und Radialverschiebung (u a) am Ausbruchrand
K=1 (hydrostatischer primärer Spannungszustand, Tiefeneinfluss vernachlässigbar, homogenes Gebirge, grosse Entfernungen
Welche Randbedingungen werden zur Ermittlung des Verlaufs der Radial- und Tangentialspannungen in radialer Richtung berücksichtigt?
sigma r(a) = sigma a sigma r und sigma t gehen nach sigma a wenn r gegen unendlich geht
Welche Materialkonstanten benötigt man um die Gebirgskennlinie zu ermitteln?
c, phi, E, sigma d (Druckfestigkeit) gamma
Physikalische Bedeutung des Dilatanzwinkels
=Auflockerungsfaktor, gibt der Beobachtung Rechnung, dass das Volumen im Bruchzustand bleibend vergrössert ist. Psi = 0 bedeutet eine volumentreue plastische Verformung, je höher Psi desto höher ist die plastische Volumendehnung
Was versteht man unter Auflockerungsfaktor?
Kappa
Kappa = 1: nur volumentreue plastische Verformungen ( PSi=0), je höher der Auflockerungsfaktor umso höher die plastische Volumendehnung
Welche Materialkonstanten und sonstigen Parameter benötigt man zur Ermittlung des Auflockerungsdrucks nach der Silotheorie?
gamma (Raumgewicht), R (Einflussradius), c (Kohäsion), lamda, phi, d (Schichtdicke)
Unter welchen Bedingungen darf die Silotheorie angewendet werden?
Boden homogen oder heterogen, horizontal geschichteten
6 Massnahmen zur Stabilisierung der Ortsbrust
Stützung (Stützkern, Brustanker), Baugrundverbesserung (Injektionen, Jettingpfähle o Gefrieren), Reduktion von Höhe oder Breite
Einfluss der Höhe des Tunnelquerschnitts auf Silodruck im leicht kohäsiven Lockergestein
Umso kleinere Höhe umso stabiler, kleiner der Silodruck
Einfluss der Breite des Tunnelquerschnitts auf Silodruck im leicht kohäsiven Lockergestein
Je kleiner die Breite der Ortsbrust, desto grösser wird der Beitrag des Scherwiderstandes Ts der Stirnflächen, umso stabiler, kleinerer Silodruck
Welche Mechanismen des Niederbruchs im Fels werden unterschieden?
Ablösen, Gleiten, Kippen
Erläutere Prinzip der Verspannung eines Bruchkörpers, welche Parameter begünstigen eine Verspannung?
durch steil stehende raue Trennflächen können Kluftkörper stabil bleiben, trennen sich leicht wenn i < alpha (Rauigkeit < 1/2 Öffnungswinkel), i> alpha erfordert abscheren der Unebenheiten, je steiler die Trennflächen umso mehr wird eine Verspannung begünstigt
Einfluss des Wassers auf das Gefährdungsbild “Niederbruch”
Bei Kluftkörper unterhalb des Wasserspiegels wirkt Wasserdruck destabilisierend, beziehungsweise Strömungskraft ungünstig, Wird z.b. Tonfüllung der Klüfte ausgewaschen - so verliert der Körper den Verspanneffekt und bricht nieder
