Felsbau - Vorlesung - Universität Kaiserslautern

Technische Universität Kaiserslautern
Fachgebiet Bodenmechanik und Grundbau
Prof. Dr.-Ing. C. Vrettos
Arbeitsblätter zur
Vorlesung Felsbau
Blatt
1. 5
Kluftfüllung:
Füllung einer geöffneten Trennfläche mit anderem Material als dem der angrenzenden
Gesteinsbänke bzw. Kluftkörper, z. B. weiche Tonfüllung. Hierdurch wird in der Regel die
Scherfestigkeit entlang der Trennfläche stark herabgesetzt. Wird die Trennfläche durch
eine feste Kluftfüllung (z. B. Quarzit oder Kalzit) nachträglich wieder nahtlos
zusammengefügt, so spricht man von einer „verheilten Kluft“.
Kluftreibungswinkel:
Reibungswinkel zwischen den Gesteinen beiderseits einer Trennfläche. Der Reibungswinkel
kann als Materialeigenschaft aufgefasst werden. Im Gegensatz dazu ist der
„Aufgleitwinkel“ eine geometrische Größe, die nicht nur von der Unebenheit der
Trennfläche, sondern auch vom betrachteten Gebirgsausschnitt abhängt.
Raumstellung von Trennflächen und Böschungen:
Beschreibung einer Kluft oder einer Böschung durch Fallrichtung (α) und Fallwinkel (β).
Die Fallrichtung ist der Winkel zwischen der Nordrichtung und der Richtung des
abtauchenden Fallvektors (im Uhrzeigersinn 0° - 360°) und β ist der Winkel zwischen der
Horizontalen und der Fallinie (0° - 90°, abwärts positiv gezählt). Der Fallvektor wird in der
Lagenkugel dargestellt.
Normalendarstellung:
Den Durchstoßpunkt der Trennflächennormalen N mit der Halbkugeloberfläche erhält
man, indem die Fallrichtung α von der Südrichtung aus im Uhrzeigersinn aufgetragen
und der Fallwinkel β vom Mittelpunkt der Lagenkugel in Pollage nach außen abgetragen
wird.
Winkel zwischen Klüften:
Pole beider Klüfte auf einen Meridian (Lagenkugel in Querlage) legen und Winkel als
Abstand auf dem Meridian ablesen.
MARKLANDsche Fläche:
Durch jeden Punkt des Böschungs-Großkreises einen Strahl der Länge 90° durch den
Mittelpunkt (Lagenkugel in Pollage) abtragen. Klüfte und Großkreise, deren Pole in der
MARKLANDschen Fläche der Böschung liegen sind kinematisch gleitgefährdet.
TALOBREscher Reibungskreis:
Bei Eigengewicht: Kreis um Mittelpunkt mit Radius ϕ schlagen. Gebirgskörper, deren
Trennflächennormale außerhalb des Talobreschen Kreises liegen, sind festigkeitsmechanisch
gleitgefährdet.
Gleitkeil:
Zwei Klüfte bilden eine Verschneidungslinie vom Schnittpunkt ihrer Großkreise bis zum
Mittelpunkt. Die Verschneidungslinie gibt die Gleitrichtung eines Keiles an. Der Pol des
Keils liegt auf der Verschneidungslinie und hat vom Durchstoßpunkt des Fallvektors den
Abstand 90°.