TY - THES

T1 - Untersuchungen zur Frage des Verhaltens von Gesteinsproben bei Druckbeanspruchung unter Bedingungen eingeschränkter Querverformung

AU - Nurschinger, Florian

N1 - gesperrt bis null

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - Gebirgsmechanische Tests wie die Bestimmung der einaxialen Druckfestigkeit oder der Triaxialversuch sind wichtige Methoden zur Bestimmung von Gesteinseigenschaften und seit langem Gegenstand von Untersuchungen. Anhand von Labortests, welche die in der Natur auftretenden Zusammenhänge nachbilden, entstehen Vorhersagen über das Verhalten von Gesteinen im Versagensfall. Zum besseren Verständnis des Bruchvorganges ist es wichtig, die Vorgänge in der Natur möglichst realitätsnah nachzubilden. Während am Hohlraumrand der Zustand der einaxialen Belastung tatsächlich gegeben ist, so finden sich deutliche Unterschiede beim Vergleich der Belastungsbedingungen von Laborversuch und triaxialer Belastung im Gebirge. Bei den meisten Prüfverfahren entsteht der Umschlingungsdruck durch eine Krafteinwirkung von außen. Im Gegensatz dazu ist der triaxiale Belastungszustand im Gebirge ein Resultat der räumlichen Einschränkung. In der vorliegenden Arbeit erfolgt eine Untersuchung verschiedener bestehender Prüfmethoden zur Bestimmung von Gesteinseigenschaften und eine Überprüfung der Korrektheit bezüglich der Abbildung der Wirklichkeit. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Art der Kraftübertragung und auf der Einschränkung der Querdehnung. Der praktische Teil der Arbeit umfasst die Entwicklung eines Prüfverfahrens, welches die triaxiale Belastung eines im Berg eingeschlossenen Volumens nachbilden soll. Daraus lassen sich Schlüsse über die Auswirkung der eingeschränkten Querdehnung auf verschiedene Gesteine ziehen. Dabei wurden Gesteinsproben mit einem Draht unter Vorspannung umwickelt und axial belastet. Mit Hilfe der aufgezeichneten Messwerte wurde der Einfluss der eingeschränkten Querdehnung auf die Druckfestigkeit, auf das Querdehnungsverhalten und auf die volumetrische Verformung ermittelt. Zusätzlich erfolgte die Ermittlung des Spannungspfads im Sigma1-Sigma3-Diagramm und ein Vergleich der Zerstörungsarbeit. Durch die Umschlingung der Proben mit Draht konnten Umschlingungsdrücke von bis zu 6,0 MPa generiert werden. Daraus war es möglich die mi-Werte aus dem Hoek Brown Kriterium für den Sandstein mit 15 und für den Granit mit 19 zu bestimmen.

AB - Gebirgsmechanische Tests wie die Bestimmung der einaxialen Druckfestigkeit oder der Triaxialversuch sind wichtige Methoden zur Bestimmung von Gesteinseigenschaften und seit langem Gegenstand von Untersuchungen. Anhand von Labortests, welche die in der Natur auftretenden Zusammenhänge nachbilden, entstehen Vorhersagen über das Verhalten von Gesteinen im Versagensfall. Zum besseren Verständnis des Bruchvorganges ist es wichtig, die Vorgänge in der Natur möglichst realitätsnah nachzubilden. Während am Hohlraumrand der Zustand der einaxialen Belastung tatsächlich gegeben ist, so finden sich deutliche Unterschiede beim Vergleich der Belastungsbedingungen von Laborversuch und triaxialer Belastung im Gebirge. Bei den meisten Prüfverfahren entsteht der Umschlingungsdruck durch eine Krafteinwirkung von außen. Im Gegensatz dazu ist der triaxiale Belastungszustand im Gebirge ein Resultat der räumlichen Einschränkung. In der vorliegenden Arbeit erfolgt eine Untersuchung verschiedener bestehender Prüfmethoden zur Bestimmung von Gesteinseigenschaften und eine Überprüfung der Korrektheit bezüglich der Abbildung der Wirklichkeit. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Art der Kraftübertragung und auf der Einschränkung der Querdehnung. Der praktische Teil der Arbeit umfasst die Entwicklung eines Prüfverfahrens, welches die triaxiale Belastung eines im Berg eingeschlossenen Volumens nachbilden soll. Daraus lassen sich Schlüsse über die Auswirkung der eingeschränkten Querdehnung auf verschiedene Gesteine ziehen. Dabei wurden Gesteinsproben mit einem Draht unter Vorspannung umwickelt und axial belastet. Mit Hilfe der aufgezeichneten Messwerte wurde der Einfluss der eingeschränkten Querdehnung auf die Druckfestigkeit, auf das Querdehnungsverhalten und auf die volumetrische Verformung ermittelt. Zusätzlich erfolgte die Ermittlung des Spannungspfads im Sigma1-Sigma3-Diagramm und ein Vergleich der Zerstörungsarbeit. Durch die Umschlingung der Proben mit Draht konnten Umschlingungsdrücke von bis zu 6,0 MPa generiert werden. Daraus war es möglich die mi-Werte aus dem Hoek Brown Kriterium für den Sandstein mit 15 und für den Granit mit 19 zu bestimmen.

KW - Gebirgsmechanik

KW - Druckversuch

KW - Querdehnung

KW - rock mechanics

KW - compressive strength test

KW - lateral deformation

M3 - Masterarbeit

ER -