SUMMARY:

An example is shown of a practically used monitoring arrangement for the determination of Young's modulus of the rock mass. This comprises various orders of magnitude of the rock volume involved. The resulting variation of measured values is being reduced at that order of magnitude of rock volume at which the homogeneity with respect to Young's Modulus is reached. This one order of magnitude for the first degree of homogeneity is being demonstrated. The mode of approach is being recommended also for stress-and-strength-measurements in-situ.

RESUME:

Par un exemple diun arrangement experimental employe practicalement pour la determination du modul de 1'elasticite in-situ il-y-a montre comme on peut limiter la divergence des quantites mesureses si des regions differentes de grandeur sont observees dans le rocher. Dans l'exemple explique la grandeur d'une region homogene etait trouvee. La procedure montree est ainsi recommendee aussi pour la mesure in-situ des contraintes et des resistances.

ZUSAMMENFASSUNG:

Am Beispiel einer praktisch ausgefuehrten Versuchsanordnung zur Bestimmung des E-Moduls des Gebirges wird gezeigt, wie man durch Erfassung verschiedener Gröβenbereiche des Gebirges die Meβwertstreuungen eingrenzen tann. Es ist dabei gelungen eine Gröβenordnung eines diesbezueglichen Homogenbereiches zu erkennen. Die Vorgangsweise wird auch empfohlen fuer Messung von Gebirgsspannungen und Gebirgsfestigkeiten.

1. EINLEITUNG

Als Maβstabseffekt wird hier die Veranderlichkeit von gebirgsmechanischen Kenngröβen verstanden, die sich zeigt, wenn man die Betrage einer Kenngröβe vergleicht, welche an einer kleinen und einer groβen Raumeinheit in einer fuer beide als identisch anzusehenden Gebirgszone gewonnen sind. Der Maβstabseffekt tritt auf in Gebirgszonen mit ungleichmaβiger Zusammensetzung oder ungleichmaβiger tektonischer oder stratigraphischer Zergliederung. Haufig lassen sich in einem Gebirge verschiedene Stufen von Volumengröβen feststellen, innerhalb welcher die Kenngröβe verhaltnismaβig konstant bleibt und eine Änderung tritt erst ein, wenn man in eine gröβere oder kleinere Stufe von Volumengröβen uebergeht. Diese so hervortretenden Stufen können als Homogenbereiche verschiedener Ordnung bezueglich der betrachteten Kenngröβe angesehen werden. Es ist fuer die Praxis von Bedeutung, neben der Veranderlichkeit einer Kenngröβe auch die Stufen in ihrer raumlichen Erstreckung oder materialbezogenen Gebundenheit festzustellen. Die Praxis des Ingenieurs steht besonders bei Projektplanungen standig vor der Erfordernis, den Maβstabseffekt zu erfassen. Diese Erfordernis bringt vor allem dem am Anfang seiner Laufbahn und Erfahrung stehenden Ingenieur Schwierigkeiten. Dem Bedarf wird manchmal durch Schatzungen genuegt, manchmal durch ueberlieferte Faustregeln, aber manchmal auch durch gezielte Messungen an Modellen oder an spezifisch abgegrenzten Konfigurationen in-situ. Wegen der Originalitat der Aussagen wird den in-situ Messungen am meisten Bedeutung zugeschrieben, wobei allerdings nicht mit willkuerlich oder unwillkuerlich gestreuten Punktmessungen vorgegangen werden soll, sondern mit einer systematisch der Problemstellung entsprechend aufgebauten Meβanordnung. Das nachstehend vorgebrachte Beispiel entstammt einem solchen Fall der systematischen Erkundung aus der Tatigkeit der Interfels und soll dazu dienen die Vorgangsweise und die verbundenen Möglichkeiten zu erlautern. Es ist aus einem praktisch durchgefuehrten Erkundunsprogramm entnommen. welches fuer die Auslegung untertagiger Kraftwerksbauten mehrere Ziele verfolgt hat und mehrere meβtechnische Maβnahmen umfaβt hat. Es beinhaltet fuer die hier angebotene Darlegung jedoch nur den Teil der E-Modul Ermittlung, die mit Hilfe einer besonderen Versuchsanordnung und besonderen Versuchstechnik in mehreren raumlichen Gröβenbereichen durchgefuehrt worden ist.

2. GEBIRGSMECHANISCHE PROBLEMSTELLUNG
2.1 Örtlichkeit und Bauprojekt

In einem fuer den Bau eines Wasserkraftwerkes in den österreichischen Zentralalpen aufgefahrenen System von untertagigen Hohlraumen, welche vorwiegend der Wasserfuehrung und fuer Zugangswege dienen sollen, waren drei Stollenabschnitte ausgewahlt worden, um in ihnen nach konstant bleibendem Versuchskonzept gebirgsmechanische Messungen in-situ zur Erkundung des E-Moduls vorzunehmen. Diese Stollenabschnitte lagen in einer Tiefe von ca. 100 m und waren in einer Breite und Höhe von jeweils ca. 3 m aufgefahren worden. In unmittelbarer Nahe waren bauliche Maβnahmen geplant, fuer welche es erforderlich war, die Kenngröβen fuer das Gebirge zum Zweck der Abschatzung des Verhaltens beim Ausbruch und im Zusammenwirken mit dem Ausbau zu ermitteln.

2.2 Gebirgsaufbau

Das Gebirge in den Stollenabschnitten war standfest und konnte trotz Auffahrung mit Schieβarbeit ueber langere Zeit ohne Ausbau belassen werden. Es ist ein Teil des kristallinen Palaozoikums und besteht aus Gneis mit stark schiefriger Struktur, die besonders durch die Orientierung des verhaltnismaβig starken Glimmeranteils gepragt wird. Diese Schieferung fallt jedoch mit den Schichtungsflachen zusammen. Eingebettet in diesem Gneis finden sich Schichten und Schichtenfragmente vom Amphibolit, der einerseits eine dichte Struktur aufweist, aber doch in schwach angedeuteter Form eine Schichtoder Flieβstruktur als auβerlich erkennbare Farbkontraste und Bruchflachenorientierang enthalt. Schichtungsflachen zeichnen sich darin jedoch nicht ab. Dieses Gemenge aus Gneis und Amphibolit ist tektonisch stark durchbewegt worden und zwar durch Faltung, Scherung, Rotation und Verschiebung, sodaβ es eine auβerst unregelmaβige Verteilung und Orientierung der Amphibolittruemmer im Gneis aufweist. Ihm haben sich noch nachtraglich Klueftungen und Störungen eingepragt. Sie umfassen eine Feinklueftung aus drei Kluftscharen, deren Kluftabstande zwischen 15 und 30 cm variieren. Entlang dieser Klueftung sind keine Verschiebungen erkennbar. Der Feinklueftung ueberlagert ist eine Grobklueftung, mit zwei Kluftscharen mit Kluftabstanden zwischen 1 und 3 m, die auch Versetzungen gebracht hat, welche Betrage bis zu 0,5 m erreichen.

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