TY - BOOK

T1 - Verwendung von Tunnelausbruchmaterial - Geologische und Geotechnische Aspekte

AU - Lassnig, Klaus

N1 - nicht gesperrt

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Im Sinne der Schonung mineralischer Ressourcen liegt der Fokus bei der Nutzung von Tunnelausbruchmaterial bei der maximalen Verwendung des anfallenden Gesteinsmaterials, bei minimaler Umweltbelastung und maximaler Wirtschaftlichkeit. Neben Verwendungen in der Industrie (z.B.: Metallurgie, Chemie, Glas, Farben und Lacke) sowie als Schotter im Verkehrswegebau liegt ein Schwerpunkt bei der Verwendung als Gesteinskörnung für Beton. Um bereits am Ausgangsgestein in der Planungsphase die Eignung der Lithologien als Gesteinskörnung bewerten zu können, werden in dieser Arbeit geologische, mineralogische und geotechnische Parameter alpiner Lithologien untersucht und mit Ergebnissen von Betonversuchen korreliert. Die Untersuchungen weisen darauf hin, dass mit allen untersuchten Lithologien Innenschalen- und Tübbingbetone mit Standardrezeptur hergestellt werden können. Dabei wurden für uniaxiale Druckfestigkeit, E-Modul, Abrasivität, Kompressionswellengeschwindigkeit sowie Glimmergehalt an der Fraktion 125 – 250 µm versuchstechnisch abgedeckte Grenzwerte bestimmt. Zusätzlich wird der Aspekt der Lösemethode im Tunnelbau näher betrachtet, da es bei NATM und TBM Vortrieben zu großen Unterschieden in der Korngröße und Kornform des anfallenden Materials kommt. An Linearschneidprüfständen, welche den Lösevorgang einer Tunnelbohrmaschine simulieren, wurden Diskenschneidversuche an alpinen Lithologien mit unterschiedlichen Schneidspurabständen und unterschiedlicher Penetrationstiefe durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen einen starken Einfluss des Schneidspurabstandes und einen geringen Einfluss der Penetrationstiefe auf die Korngrößenverteilung des Ausbruchmaterials. Ein größerer Schneidspurabstand liefert einen gröberen Materialanfall. Gesteine mit niedriger Druckfestigkeit und hohem Glimmergehalt liefern zusätzlich eine feinkörnigere Sieblinie als Lithologien mit höherer Druckfestigkeit. Außerdem konnte die Korngröße der Gesteine in Zusammenhang mit der anfallenden Sieblinie in Verbindung gebracht werden. Durch das Eindringen der Diske in das Gestein werden Risse induziert. Die Ausbreitung der Risse wurde mittels Schmidthammer Tests sowie makro- und mikroskopisch untersucht. Die Untersuchungen zeigen, dass die Fortpflanzung der Risse im Wesentlichen von durchgehenden Glimmerhorizonten bestimmt wird. Unter dem Diskenschnitt bildet sich eine Zone aus, in der der gesamte Kornverband gelöst wird. Darunter kommt es zur Bildung von Mikrorissen in den einzelnen Mineralen, gefolgt von einer Rissfortpflanzung entlang der Glimmerhorizonte, der Spaltbarkeit von Mineralen sowie, in Abwesenheit von Glimmermineralen, der Korngrenzen.

AB - Im Sinne der Schonung mineralischer Ressourcen liegt der Fokus bei der Nutzung von Tunnelausbruchmaterial bei der maximalen Verwendung des anfallenden Gesteinsmaterials, bei minimaler Umweltbelastung und maximaler Wirtschaftlichkeit. Neben Verwendungen in der Industrie (z.B.: Metallurgie, Chemie, Glas, Farben und Lacke) sowie als Schotter im Verkehrswegebau liegt ein Schwerpunkt bei der Verwendung als Gesteinskörnung für Beton. Um bereits am Ausgangsgestein in der Planungsphase die Eignung der Lithologien als Gesteinskörnung bewerten zu können, werden in dieser Arbeit geologische, mineralogische und geotechnische Parameter alpiner Lithologien untersucht und mit Ergebnissen von Betonversuchen korreliert. Die Untersuchungen weisen darauf hin, dass mit allen untersuchten Lithologien Innenschalen- und Tübbingbetone mit Standardrezeptur hergestellt werden können. Dabei wurden für uniaxiale Druckfestigkeit, E-Modul, Abrasivität, Kompressionswellengeschwindigkeit sowie Glimmergehalt an der Fraktion 125 – 250 µm versuchstechnisch abgedeckte Grenzwerte bestimmt. Zusätzlich wird der Aspekt der Lösemethode im Tunnelbau näher betrachtet, da es bei NATM und TBM Vortrieben zu großen Unterschieden in der Korngröße und Kornform des anfallenden Materials kommt. An Linearschneidprüfständen, welche den Lösevorgang einer Tunnelbohrmaschine simulieren, wurden Diskenschneidversuche an alpinen Lithologien mit unterschiedlichen Schneidspurabständen und unterschiedlicher Penetrationstiefe durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen einen starken Einfluss des Schneidspurabstandes und einen geringen Einfluss der Penetrationstiefe auf die Korngrößenverteilung des Ausbruchmaterials. Ein größerer Schneidspurabstand liefert einen gröberen Materialanfall. Gesteine mit niedriger Druckfestigkeit und hohem Glimmergehalt liefern zusätzlich eine feinkörnigere Sieblinie als Lithologien mit höherer Druckfestigkeit. Außerdem konnte die Korngröße der Gesteine in Zusammenhang mit der anfallenden Sieblinie in Verbindung gebracht werden. Durch das Eindringen der Diske in das Gestein werden Risse induziert. Die Ausbreitung der Risse wurde mittels Schmidthammer Tests sowie makro- und mikroskopisch untersucht. Die Untersuchungen zeigen, dass die Fortpflanzung der Risse im Wesentlichen von durchgehenden Glimmerhorizonten bestimmt wird. Unter dem Diskenschnitt bildet sich eine Zone aus, in der der gesamte Kornverband gelöst wird. Darunter kommt es zur Bildung von Mikrorissen in den einzelnen Mineralen, gefolgt von einer Rissfortpflanzung entlang der Glimmerhorizonte, der Spaltbarkeit von Mineralen sowie, in Abwesenheit von Glimmermineralen, der Korngrenzen.

KW - Tunnelausbruchmaterial

KW - Gesteinskörnung für Beton

KW - Linearschneidprüfstand

KW - Rissentwicklung

KW - tunnel excavation material

KW - aggregates for concrete

KW - linear cutting tests

KW - micro crack propagation

M3 - Dissertation

ER -