Geomechanische Und Numerische Anwendung Zum U-Bahnbau Im Nürnberger Keupersandstein

Dieses Buch enth鄟t die geomechanischen Eigenschaften des Nnberger Keupersandsteins, die Kalibrierung und praktische Anwendung des Stoffgesetzes (Hardening-Soil-Model) sowie die Anwendungs- und Praxiserfahrungen zum U-Bahnbau mittels der numerischen Berechnungsmethode (FEM).

Der Nnberger Keupersandstein setzt sich aus einer Wechsellagerung von mben, mittelharten bis harten, fein- bis grobk顤nigen Sandsteinen mit zwischengeschalteten, geringm踄htigen, sehr harten Quackenlagen und Ton- bzw. Tonsteinlagen zusammen. Er l酲st sich deshalb als 鈁ergangsmaterialien zwischen Locker- und Festgesteinen mit ver鄚derlichen geomechanischen Eigenschaften, und als geologisch weiches Gestein ("Soft Rock") bezeichnen.

In diesem Buch wird der Nnberger Keupersandstein entsprechend der LGA-Felsklassifizierung dem HSSR-System (Hard Soil Soft Rock) zugeordnet. Dann werden seine geomechanischen Eigenschaften bzw. Merkmale durch Auswertung umfangreicher Laborversuche an Gesteinsproben von Baustellen bzw. Bauprojekten des Untertagebaus und zahlreicher Feldversuche ausgewertet, geomechanisch bewertet und zusammenfassend dargestellt.

Auf dieser Basis wird dann eine Modellvorstellung zur Erfassung der geomechanischen Eigenschaften des Nnberger Keupersandsteins mittels der Spannungsdehnungskurven aus Triaxial- und Oedometerversuchen hergeleitet. Dazu wird das Stoffgesetz Hardening-Soil-Model (HSM) ausgew鄣lt, kalibriert und angewandt. Die wesentlichen Abh鄚gigkeiten der Steifigkeiten wie z.B. von der Seitendruckspannung und von den Belastungs酲ten werden je nach Felsklassifizierung ermittelt und dargestellt. Die Stoffparameter werden abgeleitet und anhand von zahlreichen Feldversuchsergebnissen erprt und erg鄚zt. Davon ausgehend wird eine Bandbreite (A/B - B/C) der Verformungsparameter zum HSM f den Nnberger Keupersandstein ermittelt. Auf diese Weise werden die Schwankungen und Inhomogenit酹 der natlichen Geomaterialien in geotechnisch relevanten Tiefen bzw. Bereichen abgedeckt.

In einem weiteren Teil des Buches werden die aktuellen LGA-Erfahrungen der Nnberger U-Bahnbaupraxis zur Spritzbetonbauweise zusammenfassend dargestellt. Das tunnelbautechnische Ausfrungskonzept zu Ausbruch und Sicherung wird mit Angaben er Querschnittstypen, Vortriebsabfolgen, Anwendungsrandbedingungen sowie Sicherungsmittel bzw. Ma nahmen beschrieben.

Ein ma geblicher Teil des Buchs wird den praktischen Anwendungen der gewonnenen geomechanischen Gesetzm?igkeiten und Erkenntnissen zum Nnberger Keupersandtsein gewidmet. Dabei wird die bekannte, geomechanische Leitlinie nach Karl Terzaghi mit der gegenw酺tigen Etablierung angewandt. Es werden vier Anwendungsbeispiele zum Ausbau der U3, die in den ersten Jahrzehnten des neuen Jahrhunderts in Spritzbetonbauweise realisiert wurden, ausgew鄣lt und aufgezeigt:

- Gleisverbindungsbereich im Innenstadtgebiet

- Innerst輐tischer Tunnelvortrieb mit gro er Ausbruchweite und geringer 鈁erdeckung

- Unterfahrung einer DB-Gerzugstrecke

- Unterquerung des Main-Donau-Kanals.

Dabei findet das numerische Berechnungsverfahren nach FEM zur rechnerischen Simulation der Tunnelherstellung stetig Anwendung. Bei der Ausfrung bzw. Realisierung wurden diese U-Bahnr鐬ren intensiv mit der Beobachtungsmethode begleitet, wobei zahlreiche Messungen bzw. Monitorings zur Sicherstellung der Standsicherheit beim Vortrieb und der innerst輐tischen Bebauung sowie zur 鈁erprung der theoretischen Prognosen bzw. ggfs. zur iterativen Anpassung der Ausfrungsplanung durchgefrt wurden. Somit ist Sinn und Anwendbarkeit der geotechnischen Leitlinie "Kombination der Drei" (Bodenmechanische Theorie, Labor- und Feldversuche sowie Ingenieurpraxis), demonstriert.

Die Zielgruppe dieses Buchs kann z.B. Geomechaniker, geotechnische Ingenieure, Prsachverst鄚dige, Bauherren, Planer und Studenten sein.