Vortrieb in quellendem Gebirge - ein geloestes Problem? / Tunnelling in swelling rock - a solved problem?

Bei einigen Sedimentgesteinen ereignet sich bei Wasserzutritt eine Volumenzunahme, die eine Folge der chemischen Umwandlung von Anhydrit in Gips (Schwellen) oder der physikalischen Anlagerung von Wasser an bestimmte Tonminerale (Quellen) ist. Diese Volumenzunahme fuehrt zu starken Beanspruchungen der Tunnelauskleidung und hatte bei einigen Bauwerken bedeutende Schaeden zur Folge. Darueber hinaus fuehrt ein moeglicher Sulfatangriff auf den Auskleidungsbeton zur Entfestigung durch Ettringitbildung. Diese Schaeden koennen Scherbrueche, Abplatzungen und Biegezugrisse sein. Ort und Art der Schaeden in Abhaengigkeit vom Ort der quellenden beziehungsweise schwellenden Gebirgsbereiche werden anhand von Beispielen aufgezeigt. Mittels numerischer Untersuchungen wird ein Einblick in die Lastumlagerungen gegeben, die zu den genannten Phaenomenen fuehren. In neuerer Zeit wurde versucht, den Schaeden einerseits durch eine Verstaerkung der Auskleidung (Widerstandsprinzip) und andererseits durch nachgiebige Zonen zwischen Gebirge und Ausbau (Nachgiebigkeitsprinzip) zu begegnen. Die Entwurfsgrundsaetze fuer diese Prinzipien werden dargelegt. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: In some sedimentary rocks, the admission of water results in an expansion of volume, which results from the chemical conversion of anhydrite into gypsum (anhydrite swelling) or the physical adsorption of water in certain clay minerals (clay swelling). This expansion leads to heavy loading of the tunnel lining and has already caused significant damage to some structures. In addition, sulphate attack on the lining concrete can lead to softening due to the formation of ettringite. Damage can be in the form of shear failure, spalling or bending tension cracks. The location and nature of the damage, which depends on the location of the ground containing clay or anhydrite and susceptible to swelling, is illustrated with some examples. Numerical modelling is applied to demonstrate the load transfers, which lead to these phenomena. Recent attempts to counter the problem have been based on the strengthening of the lining (resistance principle) or by installing compressible zones between rock mass and lining (yielding principle). The design rules for each principle are explained. (A)

• Availability:
  • Find a library where document is available. Order URL: http://worldcat.org/issn/18657362
• Authors:
  • ZETTLER, A H
  • POISEL, R
  • PREH, A
  • KONIETZKY, H
• Publication Date: 2010

Language

• German
• English

Media Info

• Pagination: 557-66
• Serial:
  • GEOMECHANICS AND TUNNELLING / GEOMECHANIK UND TUNNELBAU
  • Volume: 3
  • Issue Number: 5
  • Publisher: ERNST & SOHN GMBH
  • ISSN: 1865-7362

Subject/Index Terms

• TRT Terms: Clay; Compression; Digital simulation; Gypsum; Loss and damage; Rocks; Strength of materials; Swelling soils; Tunnel lining; Tunnels
• ITRD Terms: 4175: Anhydrit; 4154: Fels; 5544: Festigkeit; 6483: Numerisches Modell; 5203: Quellen (Boden); 1614: Sachschaden; 4177: Ton (Gestein); 3374: Tunnel; 3385: Tunnelauskleidung; 5532: Zusammendrückung
• Subject Areas: Bridges and other structures; Geotechnology; I25: Design of Tunnels; I43: Rock Mechanics; I54: Construction of Tunnels;

Filing Info

• Accession Number: 01330280
• Record Type: Publication
• Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
• Files: ITRD
• Created Date: Feb 25 2011 11:11AM