BIW3-04 Felsmechanik und Tunnelbau

Die Lehrveranstaltung Felsmechanik und Tunnelbau gehört zum Modul BIW3-04, welches auch die Veranstaltung Geotechnische Nachweise beinhaltet. Die Veranstaltung Felsmechanik beinhaltet:

Klassifizierung

Für die Planung von Ausbruchvorgängen im Tunnelbau oder für die Planung und Durchführung von Sicherungsmaßnahmen, z.B. in Form von Felsankern, sind Kenntnisse über den anstehenden Fels notwendig. Mit Hilfe von Aufschlüssen, Bohrkernen, Laborversuchen und der Grundwassersituation lässt sich mittels empirischer Klassifikationssysteme die Qualität des Gebirges ermitteln. In der Vorlesung werden verschiedene Systeme zur Klassifizierung von Felsgestein behandelt und angewendet.

Bestimmung von Felskennwerten

Die mechanischen Eigenschaften des Festgesteins bzw. des Gebirges sind für die Prognose von Setzungen an der Geländeoberkante bei einer Tunnelunterfahrung oder für die Prognose von Verschiebungen in der Tunnelschale notwendig. Hierfür werden an Bohrproben Druckversuche zur Ermittlung der Gesteinsfestigkeit und -steifigkeit durchgeführt oder mittels Scherversuchen die Scherparameter von Klüften bestimmt. Unter Anwendung von Stoffmodellen für Fels lassen sich z.B. Prognosen hinsichtlich aufnehmbarer Spannungen treffen. Mit Hilfe von Druckkissenversuchen oder Überbohr-Entlastungsversuchen lässt sich der Spannungszustand in-situ abschätzen.

Tunnelbau

Zur Unterfahrung von Gebirgen oder Großstädten sind Tunnel notwendig. Der Bau von Tunnel wird in Abhängigkeit von dessen Länge, Lage und der Felsqualität in Spreng- oder Schildvortrieb oder auch in offener Bauweise durchgeführt. In der Lehrveranstaltung werden die verschiedenen Tunnelvortriebsarten besprochen und es wird auf den Tunnelverbau eingegangen. Für die Dimensionierung des Tunnelverbaus sind die Spannungen im Gebirge sowie das Spannungs-Dehnungs-Verhalten des Festgesteins notwendig. In den Vorlesungen und Übungen zur Tunnelmechanik werden diese Themen behandelt und angewendet.