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Detailergebnis zu DOK-Nr. 68956

Numerische Analyse von Schwellungsverformungen im Tunnelbau - ein Fallbeispiel (Orig. engl.: Numerical analysis of swelling deformations in tunnelling - a case study)

Autoren	H.F. Schweiger B. Schädlich T. Marcher
Sachgebiete	15.8 Straßentunnel

EURO:TUN 2013: Proceedings of the Third International Conference on Computational Methods in Tunneling and Subsurface Engineering, Ruhr University Bochum, April 17-19, 2013. Freiburg: Aedificatio Publishers, 2013, S. 429-436, 5 B, 1 T, 5 Q

Schwellungserscheinungen haben in den letzten hundert Jahren zahlreiche Schwierigkeiten bereitet. Das beim Aufbohren des Tunnels austretende Bodenwasser wird zunächst nach außen abgeleitet, dringt aber nach Fertigstellung der Tunnelröhre in die Außenwand und lässt sie durch chemische Prozesse schwellen; hierdurch können Verformungen auftreten, die vor allem besondere Bodenarten wie Lehm, Ton und Anhydridböden verursachen. Der Beitrag befasst sich mit der Ableitung von Rechenparametern, die aus Laborschwelltests mit dem Ziel gewonnen worden sind, Modelle für schwellenden Fels zu entwickeln. Als Beispiel dient die numerische Analyse der Schwellungs-Verformungen im Pfändertunnel in der Nähe von Bregenz/Österreich; der Tunnel ist bekannt für seine Schwellungen in Tonsteinen. Mit dem in der Studie verwendeten konstitutiven Modell wird eine halb logarithmische Reduzierung der Schwellung unter Belastungen auf eine exponentielle Annäherung an eine endgültige Schwellung im Laufe der Zeit ermittelt. Aufgrund der Vielzahl der Laborergebnisse sind obere und untere Parametergrenzen für die Schwellung eingesetzt und in der Analyse weiter verwendet worden. Gute Übereinstimmung mit den in situ-Messungen wurde für maximale Wasserdruckschwellungen von 1 500 kPa erzielt, dieser Obergrenzwert liegt wesentlich niedriger als der Abraum-Druck von etwa 4 900 kPa.