106 Verkehrsbauten in der lnnerschweiz Ouvrages ... - SGBF-SSMSR

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Über der aus undurehlãssigen Flysehmergeln bestehendenÜbersehiebungsbasis befinden sieh i m Gebiet E Büren als erstezur Klippendeeke gehõrende Formation die zerklüfteten und damiidurehlãssigen Malmkalke. In der Annahme einer jãhrliehenNiedersehlagsmenge von 1500 mm bis 2000 mm und eines Versiekerungsquotientenvon 10 bis 20%, weleher in diesem Faliwegen der starken Bewaldung der Sehutzzone eher etwas hoehangesetzt ist, muss das erforderliehe Einzugsgebiet für di e obenzitierte Wassermenge auf etwa 6 bis 17 km2 abgesehãtzt werden,d. h. dass ei n grosser Te il der Klippensehuppe zum Einzugsgebietgereehnet werden muss.4. Quantlfizlerbare FelsdruckproblemeAls zwei gegensãtzliehe Klassen sollen der Luzerner Sandsteinaus dem Burgidalien und die grauen Mergel aus der oberenSüsswassermolasse erwãhnt werden.So ist etwa der ganze Musegghügel aus dem Luzerner Sandsteinaufgebaut.Es handelt sieh dabei u m ei n Sehiehtpaket von Sandstein, seltenvon Mergeln und Nagelfluhsehnüren durehzogen, das mehroder weniger gleiehmãssig steil gegen Nordwesten einfãllt (Fallenim Mittel ea. 80 ° ).Die Hauptmasse des Luzerner Sandsteins ist ein fein- bis mittelkõrniger,mittelharter bis harter, meist plattiger Sandstein vongraublauer bis grauer, angewittert grauer bis gelbgrauer Farbe,in wasserführenden Klüften oft grünlieh verfãrbt. Untergeordnettreten Gerõllsehnüre und em bis mehrere dm starke Mergellagenauf. Aueh vereinzelte Kohlelagen, em bis mehrere dm stark,wurden in Aufsehlüssen festgestellt. Am Luzerner Sandsteinlassen sieh sowohl am Bohrkern wie an der Oberflãehe sehrsehõne Sedimentstrukturen erkennen.Der Luzerner Sandstein des Musegghügels gehõrt dem Nordsehenkelder Würzenbaehantiklinalen an. Die Faltenaxenebenestreieht gegen Nordosten und weist ei ne leiehte Vergenz gegenNordwesten auf. Man kann den Luzerner Sandstein vom Renggloehüber den Sonnenberg, den Gütseh und dann über das Lõwendenkmal(Abb. 17), die Kuppe von Dreilinden bis weit gegenden Dietsehiberg und darüber hinaus verfolgen.Die im Bereieh des Nõlliturms bis Lõwendenkmal gemessenenFallwinkel variieren ziemlieh stark. Der mittlere Wert des Fallensbetrãgt 72 ° (naeh Nordwesten), die Streubreite ea. 45 ° . Dermittlere Wert des Streiehens betrãgt 76° gegen Osten.In diesem Luzerner Sandstein wurden versehiedene Untertagbautenerstellt, wie etwa der südliehe Te il des Reussporttunnelsoder der nõrdliehe Teil des Sonnenbergtunnels.In einer am ZTL durehgeführten Diplomarbeit hat J. Bürgler versueht,den Gebirgsdruek auf ein Gewõlbe im Luzerner Sandsteinzu quantifizieren. Als Studienobjekt diente ein Vorprojektfür den Museggparkstollen.Man geht hierbei vom unteren und vom oberen Grenzwertsatzder Plastizitãtstheorie aus:Der untere Grenzwertsatz besagt, dass wenn man mittelsGleiehgewiehtsbedingungen zu einer Belastung eine statisehvertrãgliehe Spannungsverteilung gefunden hat, die die Plastizitãtsbedingungennirgends verletzt, dass dann nirgends Fliessenerfolge.Der obere Grenzwertsatz besagt, dass eine Belastung, die auseinem Meehanismus mittels des Prinzips der virtuellen Leistungoder der virtuellen Versehiebung ermittelt wurde und die diegeometrisehen Randbedingungen bzw. die geometrisehe Vertrãgliehkeiterfülle, dass diese Belastung Fliessen erzeuge.Mit dem oberen Grenzwertsatz kann man also die Bruehlastnieht untersehreiten, mit dem unteren nieht übersehreiten. Beziehtman dies auf die Gewõlbebelastung, so kann man sagen,dass die Gleiehgewiehtsmethode - also der untere Grenzwertsatz- Werte ergibt, die sieher sind. Die Meehanismusmethode,also der obere Grenzwertsatz, ergibt Werte, die unsieher sind.(Diese Formulierung seheint im Widersprueh zur allgemeinenTerminologie in der Plastizitãtstheorie zu sein. Eine geeigneteDefinition der Begriffe «Oberer und unterer Grenzwert•• im un-Abb. 17 Luzerner Sandstein beim Lowendenkmaltersuehten Fali kõnnte Sehwierigkeiten wegrãumen.)Ermittelt man mit geeignet gewãhlten Meehanismen mõgliehsthohe Gewõlbebelastungen und mit geeignet gewãhlten Gleiehgewiehtsbedingungenmõgliehst tiefe Gewõlbebelastungen, sokann man die gesuchte effektive Gewõlbebelastung als Grenzwertfinden (Abb. 18).lm Gegensatz dazu hat man es bei den Mergeln der oberenSüsswassermolasse mit einem Material zu tun, das eher als Bodendenn als Fels bezeichnet werden kann, und wo die Verwendungdiesbezüglicher Kennwerte für erdstatisehe Berechnungenrichtig ist. Die Missaehtung dieser Erfahrung kann oft zuFehleinschãtzung der Standfestigkeit von Bõschungen in dieserArt «Fels» führen.Die Bilder zeigen eine Baugrube in den Mergeln der Süsswassermolasse,bei der nicht mit diesem Verhalten gerechnet wordenist (Abb. 19 und 20).5. De r Baugrund aut dem Gebiet de r Stadt LuzernIn der lnnersehweiz waren die Eiszeitalter durch einen mehrfachenWeehsel von Kalt- und Warmzeiten, von Glazial- undlnterglazialzeiten gekennzeiehnet.Eiszeitliehe und spãteiszeitliehe Bildungen sind auf dem Gebietder Stadt Luzern intensiv studiert worden.Der Baugrund zeigt in der Gegend Kantonalbank, Buobenmatt,Flora, Bahnhof einen ãhnlichen Aufbau. In der Buobenmattwurde folgendes Profil aufgeschlossen :von O m bis durehschnittlieh 11,0 m Tiefe: Verlandungsbildungen,Bachsehutt, loekere Seeablagerungendurchschnittlieh zwischen 11 m und 17 m Tiefe: weiehe abdichtendeSeelehmeim Mittel von 17 m bis unter die erreichte Sondiertiefe von50 m: vorbelastete Seesedimente.10
VERGLEICH DER RESULTATE NACH DEM UNTERENOBEREN GRENZWERTSATZ.BEZW.SCHEI TELBELASTUNG700 KN tm 2o--- BIERBAUMER'S THEORIEUNTERER GRENZWERTSATZ( GLE ICHGEWICHTSMETHODE)500ANNAHME NACH PROTODYAKONOV=·='==-:=:=: ::·== --·---·---· --··---·--. ___FINITE ELEMENTE..,·-· ·...0. · 300 =,===========·==== == ==·=2 00OBERER GRENZWERTSATZ( MECHANISMENMETHODE)100- PLASTIFIZIERTE ZONE0- BRUCHLINIER=11.0moAus: Unpublizierte Diplomarbeitvon J. Bürgler, Ing. HTLAbb. 1811
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