Felsmechanik

Felsmechanik,

 

Gebirgsmechanik, als Teilgebiet der Geomechanik eine theoretische und angewandte Wissenschaft, die sich mit dem mechanischen Verhalten von Fels- und Gesteinsmassen v. a. bei bautechnischen Eingriffen auseinander setzt und im Fels- oder Felshohlraumbau (z. B. beim Bau von Brücken und Staumauern, Tunnels und Stollen) praktisch-technische Anwendung findet. Da Fels im Allgemeinen durch Schicht- und Schieferungsfugen in eine Vielzahl von Kluftkörpern unterteilt ist, setzt sich das mechanische Verhalten von Fels aus dem der Gesteinssubstanz und dem des Gefüges zusammen. In Versuchen sind u. a. die Gesteins- und Gebirgsfestigkeit zu bestimmen. Maßgeblich für Verschiebungen im Felsuntergrund oder in einem Felshang ist das Gebirgsverhalten, das von den Bewegungen in Schicht- oder Kluftflächen oder auch in den Trennflächen abhängt.

 

Die baugeologischen Erkundungen können durch direkte Aufschlussmethoden (Schürfe, Bohrlochmessungen, Kernbohrungen) oder durch indirekte Aufschlussmethoden (elektrische Widerstandsmessungen, seismische Methoden) erfolgen. Trennflächen werden durch den Geologenkompass eingemessen. Über jede Erkundung ist eine Aufnahme zu erstellen, in der alle wichtigen Parameter, z. B. Gesteinszusammensetzung, Wasserandrang, Durchtrennungsgrade, Kluftweiten und -füllungen und Gebirgsklassen, zu erfassen sind. - Feldmessungen sind im Felsbau von großer Bedeutung. Während der Herstellung und späteren Überwachung von Felshohlräumen und Felsböschungen werden Verschiebungen im Fels durch Extensometer, Klinometer oder z. B. Deflektometer gemessen. - Der für Festigkeits- und Tragfähigkeitsberechnungen wichtige Primärspannungszustand im Gebirge und seine lokalen mechanischen Eigenschaften können durch Entlastungsverfahren oder auch durch das Kompensationsverfahren (gemessene Verschiebungen werden durch Pressen wieder kompensiert) abgeschätzt werden. Bei einer unzureichenden Eigentragfähigkeit des Gebirges müssen spezielle Sicherungsmittel festgelegt werden. Häufig werden zur Analyse des Tragverhaltens numerische Berechnungsverfahren eingesetzt, z. B. die Finite-Elemente-Methode. Auch mit Computersimulation lassen sich die Vorgänge erforschen, die z. B. für den Tunnelbau oder Streckenvortrieb wesentlich sind.

 

Literatur:

 

Grundbegriffe der F. u. der Ingenieurgeologie, hg. v. der Dt. Gesellschaft für Erd- u. Grundbau (1982);

 

Rock mechanics, hg. v. Leopold Müller (Wien ²1982);

 W. Wittke: F. (1984).