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Methoden der Dimensionierung von Untertagbauten

Abstract:

Die wichtigsten Elemente eines jeden Berechnungsverfahrens sind die Modellbildung, die Gesamtheit der Rechenoperationen und die Formulierung eines Bemessungskriteriums. Die Berechnungsmethoden des Untertagbaues können je nach dem Grundgedanken der Modellbildung in die drei Gruppen I Bruchkörpertheorien, II Theorie der plastischen Zonen und III Deformationsmethoden eingeteilt werden. Bei den Bruchkörpertheorien steht das Gewölbe im Vordergrund, der Fels wird durch Belastungsgrössen allein oder in Kombination mit elastischer Bettung simuliert. Im Gegensatz dazu stellt die Theorie der plastischen Zonen den Fels in den Vordergrund und berücksichtigt die Wirkung der Verkleidung durch Lastgrössen. Deformationen werden keine berechnet. Die Deformationsmethoden tragen beiden Modellvorstellungen Rechnung, indem Einbau und Fels in einem einheitlichen Tragwerk zusammenwirken. Innerhalb der drei Gruppen sind unzählige Verfeinerungen der Modellbildung möglich. Man kann zeigen, dass ein auf der Deformationstheorie aufgebautes Computerprogramm die beiden anderen Berechnungsverfahren als Sonderfälle enthält. Um die Aussagekraft der Berechnungen zu diskutieren, halten wir fest, dass sich die Ergebnisse nicht auf die Wirklichkeit, sondern auf das zugrunde gelegte Modell beziehen. Wenn wir erwarten können, dass die Rechenoperationen selbst im Sinne der Mathematik und der Mechanik streng richtig sind, so können wir den ganzen Berechnungsprozess als Teilproblem völlig ausklammern und die Ursachen allfälliger Unstimmigkeiten zwischen Modell und Wirklichkeit nur in der Modellbildung suchen. Erst dadurch wird der Ingenieur ohne vertiefte Ausbildung in Kontinuumsmechanik, numerischer Mathematik und Computertechnik in der Lage sein, die Aussagekraft seiner Berechnungen selber zu beurteilen. Diese Aussagekraft wird auf alle Fälle durch das Mass der Anpassung des Modelles an die Wirklichkeit bedingt. Da man in irgendeiner Phase der Berechnungen auf Schätzungen angewiesen ist - welche eine Ermessensfrage sind - gelten die Schlussergebnisse nicht zwingend-für jedermann. Berechnungen können deshalb eine wichtige Entscheidung (z. B. Wahl eines Sicherungssystems) nicht direkt herbeiführen, sondern nur begründen. Den Unsicherheiten infolge Schätzung einzelner Grössen, können aber durch eine Parameteranalyse gut Grenzen gesetzt werden. Wir können für das gleiche Problem verschiedene Modelle (Verhaltenshypothesen) annehmen und für jedes Modell eine Variation der Parameter durchführen. Auf diese Weise werden wesentliche Faktoren von weniger wichtigen getrennt und die Ergebnisse für optimistische und pessimistische Schätzungen verglichen. Der Ingenieur kann dann gestützt auf seine praktischen Erfahrungen im Felsbau, auf seine theoretischen Kenntnisse und auf Grund von Beobachtungen (Messungen) mit gutem Gewissen die Verantwortung für seine Entscheidung übernehmen.

Authors:

Kovári, Kalman

Index Terms:

rock; TunnelingGroup

Further Information:

Date published: 1972