Dipl.-Geol. Friederike Meyer
Dipl.-Ing. Claas Meier
Hochdynamische Belastung einer Basisabdichtung in Hochdynamische Belastung einer Basisabdichtung in stark verkarsteten Massenkalken der Schwäbischen Albstark verkarsteten Massenkalken der Schwäbischen Alb
DGGT Baugrundtagung 2008
NN
MEßSTETTEN
HEIN- HEIN- STETTENSTETTEN Lager Heuberg
FROHNSTETTEN
STRAß- BERG
Sprengplatz Spitalwäldle
Sprengplatz SB 10
TrÜbPl Heuberg
Planungsdetails „Spitalwäldle“ „SB 10“
Sprengplatztiefe 10 m 2,50 m
Besonderheiten Geländeneigung: 10 %
Sprengstoffmenge 250 kg NEM - unterirdisch
10 kg NEMoberirdisch
Truppenübungsplatz Heuberg
Klüftiger Fels
Verkarstungen
Trinkwasserschutzgebiet
Zone II & III
Aufgabenstellung
Abdichtungssystem
Dynamische Belastung
??
HL 200
Kompakter Fels
Bekannt: Fall AFestigkeit, Durchlässigkeit, Selbstheilung, etc. von Abdichtungssystemen
- Sicherung von Kontaminationen
- Deponien
Bekannt: Fall BWellenausbreitung im Locker- und Festgestein bei hochdynamischen Lasten
Mineralische Abdichtung
Schutzschicht
Kontamination / Deponie
Filterkies
Sprengung
Forschungsansatz
Witterungseinflüsse
Mineralische Abdichtung
Dämpfungsschicht
Sprengung
Witterungseinfluß(Niederschlag, etc.)
Sickerwasser
Filterkies
Forschung:
Kombination aus Fall A & B
Wie verhält sich die Durchlässigkeit
und chemische Beständigkeit von
Abdichtungssystemen bei hohen
dynamischen Lasten?
Wie hoch ist die zulässige Belastung
der Dämpfungsschicht bei extremen,
kurzzeitdynamischen Lasten?
und vieles mehr….
Forschungsansatz
Baugrunderkundung Geophysikalische Erkundungen
Seismik
Geophysik
Refraktionstomographie
orientierte Kernbohrungen – einschließlich
Dilatometerversuche
Bohrlochscanning
Schürfe
Untersuchungskonzept
3 4
5
12
Geoelektrik SB 10
Inhomogener Untergrund
mit
Verkarstungsstrukturen
10 m 50 m 100 m
• Unter Verwitterungshorizont folgt angewitterter Fels des Unter Verwitterungshorizont folgt angewitterter Fels des
Unteren Massenkalks (Mu) des Oberen Weißjura (Malm δ) Unteren Massenkalks (Mu) des Oberen Weißjura (Malm δ)
• Kompakter Fels erst ab Tiefen von 20 bis 30 m u GOKKompakter Fels erst ab Tiefen von 20 bis 30 m u GOK
• Trennflächengefüge durch Verkarstung & Verwitterung Trennflächengefüge durch Verkarstung & Verwitterung
deutlich aufgeweitetdeutlich aufgeweitet
• Starke Klüftigkeit und große Kluftöffnungsweiten (max. 7 cm)Starke Klüftigkeit und große Kluftöffnungsweiten (max. 7 cm)
• Kluftfüllungen sandig bis schluffigKluftfüllungen sandig bis schluffig
• Vertikalklüftung,Vertikalklüftung, latente Klüfte, Calcitverheilungen latente Klüfte, Calcitverheilungen
Geologie und Baugrunderkundung
SB 10
Spitalwäldle
Karstwasserscheide
„Breite Egerten“„Hölschtal“
„Pfaffental“
Tracerversuche
Hydrogeologie
Hydraulic Head [m]
Average Mass [mg/l]
Local Mass [mg/l]
Legend
„SB 10"
FE - Simulationen zur Schadstoffpropagation
SpitalwäldleSB 10
100 %100 %
0 % 0 %
FeFlow, Version 5.0
W E
vermutet : Kompakter Fels
Ausgleich ungleichmäßiger Sohlpressungen und Steifigkeiten des Baugrundes
Geringere Setzungsempfindlichkeit der Konstruktion
Selbstheilungsvermögen von Beton bei Mikrorissbildung
Bautechnische Umsetzungen
Möglichkeit I
Multibarrierensystem
Möglichkeit II
Baugrundvergütung
Möglichkeit III
Stahlbeton / Asphaltbeton - Sandwichkonstruktion
12 m
Jura oben
Jura
Granit-Mineral-Gemisch
Dämpfungsschicht
Stahlplatte
Abdichtungsschicht
Sprengkörper
HL 200
ca. 5
mca
. 1 m
ca. 1
2 m
HL 200
Bodendynamische Simulationen
tran
smitt
ing
boun
darie
s
viscious boundaries
AbdichtungSprengkörper
Multibarrierensystem für verschieden Abdichtungen
größte Amplituden im vorderen horizontal
verlaufenden Abdichtungsbereich
mit zunehmendem Abstand zum Explosionsstandort geringere Verformungen
max. auftretende Verformungen: 7 cm
σxx zum Zeitpunkt t = 24 ms max. 1.000
min. -1.000
Abdichtung
Sprengkörperεεll
σxx zum Zeitpunkt t = 36 ms
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