Tunnelbau und Geotechnische Untersuchungen
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Questions and Answers

Was ergibt die Verknüpfung von Art, Umfang und Ausführungsort der Sicherungsmaßnahmen?

Die Ausbruchklasse.

Welche Typen von Gebirgstypen werden unterschieden?

  • Gebirgstyp A (correct)
  • Gebirgstyp C (correct)
  • Gebirgstyp D
  • Gebirgstyp B (correct)

    • Die ÖNORM B 2203 Teil 1 und Teil 2 sind nicht als Vertragsbestandteil von Bauverträgen vorgesehen.

    False

    Der Maßstab für die Klassifizierung der Sicherungsmaßnahmen hängt vom Maß der ______ ab.

    <p>Behinderung</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Grundgedanke bei der Klassifizierung der Sicherungsmaßnahmen?

    <p>Der Einfluss der erforderlichen Sicherungsmaßnahmen auf die Vortriebsleistung.</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Phasen geotechnischer Untersuchungen?

    <p>Bauphase</p> Signup and view all the answers

    Nach welchen Normen werden geotechnische Untersuchungen geregelt?

    <p>DIN EN 1997-2 und DIN 4020</p> Signup and view all the answers

    Die geotechnischen Untersuchungen sind nicht wichtig für die Planung eines Bauvorhabens.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Untersuchung der Gesteine wird als __________ bezeichnet.

    <p>Gesteinskunde</p> Signup and view all the answers

    Welche Gruppen von Gesteinen gibt es?

    <p>Alle oben genannten</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein wichtiger Faktor zur Bestimmung der Eigenschaften von Lockergesteinen?

    <p>Scherfestigkeit</p> Signup and view all the answers

    Welche Laborversuche sind wichtig zur Ermittlung der Eigenschaften von Gesteinen?

    <p>Alle oben genannten</p> Signup and view all the answers

    Die __________ werden verwendet, um Informationen über den Schichtenaufbau im Baugrund zu gewinnen.

    <p>Felduntersuchungen</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die verschiedenen Gesteinsarten den entsprechenden Kategorien zu:

    <p>Granite = Magmatische Gesteine Tonschiefer = Sedimentgesteine Gneis = Metamorphe Gesteine</p> Signup and view all the answers

    Welcher Spannungsbereich wurde definiert, um die Scherparameter c′ und φ′ zu bestimmen?

    <p>σt &lt; σci / 4</p> Signup and view all the answers

    Was schlägt Hoek zur Ermittlung von σ′3max vor?

    <p>Die Verwendung eines empirischen Zusammenhangs basierend auf umfangreichen Berechnungen.</p> Signup and view all the answers

    Die Scherparameter c′ und φ′ können nur durch iterative Verfahren bestimmt werden.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was entspricht σ0 für Seitendruckbeiwerte K ≤ 1?

    <p>Der Vertikalspannung auf Höhe der Tunnelachse (γ · H).</p> Signup and view all the answers

    Die Homogenbereiche ersetzen die früher gebräuchlichen _____.

    <p>Bodenklassen</p> Signup and view all the answers

    Was regelt die Verdingungsordnung für das Bauwesen (VOB)?

    <p>Das Vertragswesen zwischen Auftraggebern und Auftragnehmern.</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Gebirgsklassen unterscheidet die Gebirgsklassifizierung nach Terzaghi?

    <p>11</p> Signup and view all the answers

    Was bewertet die Klassifizierung nach Bieniawski?

    <p>Die Gebirgsklassifizierung basiert auf Festigkeit, RQD-Index, Kluftabstand, Zustand der Klüfte, Kluftrichtung und Grundwasserzutritt.</p> Signup and view all the answers

    Die allgemeine Vortriebsklasse 5 erfordert _____.

    <p>Ortsbrustsicherung</p> Signup and view all the answers

    Die Klassifizierungssysteme im Tunnelbau sind universell einsetzbar.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist die einaxiale Druckfestigkeit?

    <p>qu</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Methoden wird häufig zur Klassifizierung des Festgesteins im Tunnelbau eingesetzt? (Wählen Sie alle zutreffenden Optionen aus)

    <p>Door-Stopper-Test</p> Signup and view all the answers

    Der Spaltzugversuch wird an quadratischen Proben durchgeführt.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was misst die Biaxialzelle im Rahmen des Door-Stopper-Tests?

    <p>Dehnung bei der Entlastung des Bohrkerns</p> Signup and view all the answers

    Was bezeichnet der Dilatometermodul ED?

    <p>elastizitätsmodul des Bodens</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Elemente beeinflusst die für den Tunnelbau wichtigen Eigenschaften des Gebirges?

    <p>Durchtrennungsgrad</p> Signup and view all the answers

    Die ___________ beschreibt die Abweichung einer Trennfläche von der Nordrichtung.

    <p>Streichwinkel</p> Signup and view all the answers

    Die Bruchbedingung nach Mohr-Coulomb wird in der Hoek-Brown Methode verwendet.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Parameter GSI?

    <p>geologischer Festigkeitsindex</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Geotechnische Untersuchungen

    • Geotechnische Untersuchungen sind in verschiedene Phasen unterteilt, angepasst an die spezifischen Fragestellungen und Projektbesonderheiten.
    • Die Phasen umfassen die Machbarkeitsstudie, Vorplanung, Hauptuntersuchungen, Ausführungsplanung und baubegleitende Untersuchungen.
    • Normen DIN EN 1997-2 und DIN 4020 regeln die geotechnischen Erkundungen, um die Eigenschaften des Baugrunds vor dem Bau bekannt zu machen.
    • Die geotechnischen Untersuchungen sollten sowohl bibliographische Recherchen als auch Feld- und Laboruntersuchungen beinhalten.

    Gesteinsentstehung

    • Gesteine gliedern sich in magmatische (Plutonische und Vulkanische), sedimentäre (fest und locker) und metamorphe Gesteine.
    • Der Gesteinszyklus wird durch endogene und exogene Kräfte beeinflusst, wobei eine klare Trennung in der Natur oft schwierig ist.

    Eigenschaften von Lockergestein

    • Die Klassifizierung von Lockergestein erfolgt nach DIN 14688 und DIN 18196 basierend auf Korngrößenverteilung, Konsistenz und Wassergehalt.
    • Nichtbindiges Lockergestein hat < 5% Feinkornanteil; bindiges hat > 40%.
    • Organische Lockergesteine enthalten mehr als 3% organische Bestandteile bei nichtbindigen oder mehr als 5% bei bindigen Böden.
    • Wichtige Versuchstechniken umfassen die Ermittlung von Scherfestigkeit, Durchlässigkeit und Abrasivität.

    Eigenschaften von Festgestein

    • Festgestein wird gemäß DIN EN ISO 14689-1 beschrieben und umfasst Aspekte wie Farbe, Korngröße, Veränderlichkeit und Druckfestigkeit.
    • Geländeeigenschaften können durch Methoden wie Door-Stopper-Test und Bohrlochaufweitung geprüft werden.
    • Laborversuche zur Festgesteinseigenschaftsermittlung umfassen ein- oder dreiaxiale Druckversuche, Punktlastversuche und Spaltzugversuche.
    • Der einaxiale Druckversuch misst die Druckfestigkeit bis zum Bruch und ermöglicht die Ableitung von E-Modul und Querdehnzahl.

    Geotechnischer Bericht

    • Geotechnische Berichte gemäß DIN 4020 umfassen die Beschreibung der Untersuchungen, Bewertung der Ergebnisse und Empfehlungen.
    • Der Bericht gliedert sich in Grundlagen, Auswertung der Ergebnisse, und Empfehlungen für den Bau.
    • Die Aufschlussabstände und -tiefen sind normiert, um alle wesentlichen geologischen Schichten zu erfassen.

    Zusammenfassung geotechnischer Untersuchungen

    • Geotechnische Untersuchungen sind entscheidend für die Sicherheit und Planung im Tunnelbau, um die Boden- und Gesteinseigenschaften präzise zu ermitteln und zu bewerten.
    • Die verwendeten Normen und Technologien garantieren die Aktualität und Relevanz der erhobenen Daten zur Übereinstimmung mit den Bauanforderungen.### Biaxialzelle und Bohrkernuntersuchungen
    • Biaxialzelle misst Dehnung während Entlastung des Bohrkerns mit Dehnmessstreifen.
    • Bohrkern wird im Labor erneut belastet zur Rückverformung und Ableitung des ursprünglichen Spannungszustands.
    • Schritte der Untersuchung:
      • Untersuchungsbohrung mit geglätteter Bohrlochsohle.
      • Biaxialzelle wird auf Bohrlochsohle geklebt, Dehnmessstreifen werden angebracht.
      • Vertiefung der Bohrung zur Entspannung des Gesteinskerns und Messung der Dehnung.
      • Abbrechen des Bohrkerns und Ziehen mit Biaxialzelle.

    Dilatometerversuch

    • Gehört zu Bohrlochaufweitungsversuchen.
    • Innendruck wird durch hydraulische Zelle auf Bohrlochwandung aufgebracht.
    • Messung der radialen Verformung zur Ermittlung des Dilatometermoduls ED.
    • ED verhält sich nach DIN 4094–5 approximativ zum Elastizitätsmodul des Bodens.

    Gebirgsverformbarkeit

    • Ermittlung erfordert oft Versuche mit größerem Einflussbereich und höheren Kosten.
    • Vergleich der Kosten der Untersuchungen zeigt signifikante Unterschiede.

    Beschreibung der Gebirgseigenschaften

    • Umfasst Eigenschaften der Gesteine und Grundwasserverhältnisse.
    • Trennflächengefüge spielt eine entscheidende Rolle im Tunnelbau.
    • Hoch durchtrennungsgradige Gebirge erfordern andere Bewertungen als weniger durchtrennte, auch bei hoher Gesteinsfestigkeit.
    • Trennflächenbeispiele beeinflussen Vortriebsleistung und Standsicherheit.

    Eigenschaften des Trennflächengefüges

    • Beschreibungen basieren auf geologischer Zuordnung, Raumstellung, Abstand, Öffnungsweite und Füllung.
    • Trennflächen wirken sich auf Verformbarkeit, Festigkeit und Durchlässigkeit aus.
    • Spannungsübertragung wird durch Trennflächen bestimmt.

    Darstellung von Trennflächen

    • Bestimmung der Neigung erfordert Streichen (α) und Fallwinkel (β).
    • Lage von Trennflächen kann grafisch in einer Lagekugel dargestellt werden.
    • Lotpunktdiagramm zeigt Häufigkeit der Trennflächenlagen an.

    Beispiel für Gebirgsbeschreibung

    • Zusammensetzung einer Gebirgsbeschreibung illustriert an einem Festgesteinstunnel.

    Ermittlung der Gebirgsfestigkeit nach Hoek-Brown

    • Berücksichtigt Gesteinsfestigkeit und Trennflächengefüge für Gebirgsfestigkeit.
    • Hoek-Brown Ansatz basiert auf empirischen Daten und Erfahrungen.
    • Gebirgsfestigkeit ist oft geringer als Gesteinsfestigkeit aufgrund des Trennflächengefüges.

    Bruchbedingungen und Festigkeitsparameter

    • Hoek-Brown verwendet eine gekrümmte Bruchbedingung, im Gegensatz zur Mohr-Coulomb-Bedingung.
    • Parameter wie σci (einaxiale Druckfestigkeit) und GSI (Geological Strength Index) sind entscheidend.
    • GSI bestimmt die Gebirgsfestigkeit basierend auf Struktur und Kluftflächenqualität.

    Einaxiale Gebirgsfestigkeit

    • Einaxiale Gebirgsfestigkeit wird aus den oben genannten Parametern abgeleitet.
    • Verhältnis der Spannungen beeinflusst die Festigkeitsparameter.

    Scherparameter und E-Modul

    • Scherparameter c' und φ' nach Mohr-Coulomb können aus Hoek-Brown Parametern abgeleitet werden.
    • E-Modul des Gebirges ist ebenfalls wichtig für Tunnelberechnungen und hängt von GSI und D ab.

    Klassifizierung von Gesteinen

    • Homogenbereiche ersetzen frühere Bodenklassen zur Klassifizierung von Lockergesteinen.
    • Definiert durch vergleichbare Eigenschaften für spezifische Bauaufgaben.### Geotechnische Kenndaten im Untertagebau
    • Art und Umfang der anzubenden Kennwerte hängen von der Geotechnischen Kategorie und der Unterscheidung zwischen Fels und Boden ab.
    • Für Homogenbereiche im Untertagebau sind spezifische Eigenschaften wie Korngrößenverteilung, Dichte und Scherfestigkeit erforderlich.
    • Ortsspezifische Bezeichnung und Kennwerte gemäß entsprechenden DIN-Normen anzugeben.

    Gebirgsklassifizierung im Tunnelbau

    • Klassifizierungen beziehen sich auf Festgestein, Lockergestein oder deren Mischungen.
    • Wichtige Zwecke sind die Wahl des Ausbruchverfahrens, Festlegung der Sicherungsmaßnahmen und Kalkulation des Bauvorhabens.

    Gebirgsklassifizierung nach Terzaghi

    • Terzaghi (1946) unterscheidet 11 Gebirgsklassen basierend auf der Beanspruchung des Ausbaus.
    • Jede Klasse erhält einen Bergdruck hp, abhängig von b (Breite) und h (Höhe).
    • Nutzung der Klassifizierung für Ausbauarten ohne Verbund zum Gebirge; nicht für Spritzbeton geeignet.

    Gebirgsklassen laut Terzaghi

    • Klasse 1 bis 11 klassifiziert von festem, gesundem Gebirge bis locker gelagertem Sand.
    • Jede Klasse besitzt spezifische Hinweise zur erforderlichen Sicherung und Art des Ausbruchs.

    Gebirgsklassifizierung nach Lauffer

    • Einteilung in 7 Klassen basierend auf Standfestigkeit in Abhängigkeit von Hohlraumgröße.
    • Sicherungstypen sind für jede Klasse vorgesehen; ursprünglich für ein spezifisches Projekt in Österreich entwickelt.

    Gebirgsklassifizierung nach Bieniawski

    • Klassifizierung erfolgt anhand von 6 Parametern, wie Festigkeit, RQD-Index, und Zustand der Klüfte.
    • Bewertungszahlen werden addiert, um die Gebirgsklasse zu bestimmen; weniger geeignet bei schlechten Standfestigkeiten.

    Gebirgsklassifizierung nach Rabcewicz – Pacher

    • Projektbezogen für den Tauern-Tunnel; modifiziert die Lauffer-Klassifizierung.
    • Beinhaltet Angaben zu Gebirgseigenschaften und erforderlichen Maßnahmen für Ausbruch und Sicherung.

    Normen zu Gebirgsklassifizierungen

    • DIN 18312 definiert Homogenbereiche und dazugehörige Eigenschaften im Untertagebau.
    • Allgemeine Vortriebsklassen vorgegeben; Details zu Ausbrüche und Sicherungsmaßnahmen sind erforderlich.
    • DS 853 und ausländische Normen (SIA 198, ÖNORM B 2203) bieten zusätzliche Kriterien zur Klassifizierung nach Ausbruchsarten.

    Vortriebsklassen in der DIN 18312

    • Unterschiedliche Klassen basierend auf der Art des Ausbruchs (mit/ohne Sicherung, gesicherte Ortsbrust).
    • Für Tunnelbohrmaschinen und Schildmaschinen spezifische Vortriebsklassen definiert.

    Sicherheitsmaßnahmen und ihre Einflussfaktoren

    • Notwendige Maßnahmen zur Sicherung sind entscheidend für die Baustellensicherheit und die Effizienz des Vortriebs.
    • Einfluss der Sicherungsmaßnahmen wird in Qualitätseinstufungen einbezogen, um die Vortriebsleistung zu bewerten.

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