Felsbau - Vorlesung - Universität Kaiserslautern

Technische Universität Kaiserslautern
Fachgebiet Bodenmechanik und Grundbau
Prof. Dr.-Ing. C. Vrettos
Arbeitsblätter zur
Vorlesung Felsbau
Blatt
6. 1
6 ERMITTLUNG DES PRIMÄRSPANNUNGSZUSTANDES
Der Spannungszustand vor Baubeginn oder im sog. unverritzten Gebirge wird als Primärspannungszustand
bezeichnet. Im Lockergestein wird häufig der Erdruhedruckzustand als
Primärspannungszustand angenommen. Es gilt:
σ h = σ z * K 0
wobei K 0 der Erdruhedruckbeiwert ist.
Während im Lockergestein i.a. K 0 < 1 ist, kann im Festgestein durch tektonische Beanspruchungen
auch K 0 > 1 sein.
Der Primärspannungszustand hat für geotechnische Berechnungen eine große Bedeutung.
Im Felsbau sind die nachfolgend genannten drei experimentellen Verfahren zur Ermittlung
dieses Spannungszustandes üblich:
Entlastungsverfahren
Aus dem Gebirge wird ein Bohrkern entnommen und durch den Entnahmeprozess entstehende
Verformungen werden gemessen. Im Laboratorium werden für den Kern die Parameterwerte
E und ν ermittelt und dann die gesuchten Spannungen berechnet.
Kompensationsverfahren
Es werden Entlastungsverformungen in Bohrlöchern oder Sägeschlitzen gemessen, die
dann anschließend durch hydraulische Druckzylinder oder Druckkissen (flat jacks) kompensiert
werden. Die dazu erforderliche Spannung ist eine Komponente des Primärspannungszustandes.
Verfahren des harten Einschlusses (Hard Inclusion Test)
In ein Bohrloch werden Drucksonden kraftschlüssig eingebaut. Es werden nur bei kriechfähigem
Gebirge (vor allem Salzstöcke) zutreffende Spannungen gemessen. Bei wenig
kriechfähigem Gebirge werden die Messwerte durch den Einbauprozess dominiert.