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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
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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
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Klüftiger Fels
Verkarstungen
Trinkwasserschutzgebiet
Zone II & III
Aufgabenstellung
Abdichtungssystem
Dynamische Belastung
??
HL 200
Kompakter Fels
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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
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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
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Baugrunderkundung Geophysikalische Erkundungen
Seismik
Geophysik
Refraktionstomographie
orientierte Kernbohrungen – einschließlich
Dilatometerversuche
Bohrlochscanning
Schürfe
Untersuchungskonzept
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3 4
5
12
Geoelektrik SB 10
Inhomogener Untergrund
mit
Verkarstungsstrukturen
10 m 50 m 100 m
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• 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
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SB 10
Spitalwäldle
Karstwasserscheide
„Breite Egerten“„Hölschtal“
„Pfaffental“
Tracerversuche
Hydrogeologie
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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
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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
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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
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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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